MỤC LỤC
MỤC LỤC.
LỜI NÓI ĐẦU.
PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.
1.1.CHỌN ĐỘNG CƠ.
1.1.1.Chọn hiệu suất của hệ thống.
1.1.2.Tính công suất cần thiết.
1.1.3.Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ.
1.1.4.Chọn động cơ điện
1.2.PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.
1.3.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC.
1.3.1.Phân phối công suất trên các trục
1.3.2.Tính toán số vòng quay trên các trục.
1.3.3.Tính toán mômen xoắn trên các trục.
1.3.4.Bảng thông số động học.
PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY..
2.1.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH.
2.1.1.Chọn loại xích.
2.1.2.Thông số bộ truyền.
2.1.3.Tính kiểm nghiệm xích về độ bền.
2.1.4.Xác định thông số đĩa xích.
2.1.5.Xác định lực tác dụng lên trục.
2.1.6.Bảng các thông số của bộ truyền xích.
2.2.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.
2.2.1.Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh.
2.2.1.1.Chọn vật liệu.
2.2.1.2.Xác định ứng suất cho phép.
2.2.1.3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
2.2.1.4.Xác định các thông số ăn khớp.
2.2.1.5.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
2.2.1.6.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
2.2.1.7.Kiểm nghiệm răng về quá tải.
2.2.1.8.Bảng thông số và kích thước bộ truyền.
2.2.2.Cặp bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm.
2.2.2.1.Chọn vật liệu.
2.2.2.2.Xác định ứng suất cho phép.
2.2.2.3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục.
2.2.2.4.Xác định các thông số ăn khớp.
2.2.2.5.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.
2.2.2.6.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
2.2.2.7.Kiểm nghiệm răng về quá tải.
2.2.2.8.Bảng thông số và kích thước bộ truyền.
2.3.THIẾT KẾ TRỤC - CHỌN THEN.
2.3.1.Chọn vật liệu.
2.3.2.Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền.
2.3.3.Xác định sơ bộ đường kính trục.
2.3.4.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.
2.3.4.1.Trục I.
2.3.4.2.Trục II.
2.3.4.3.Trục III.
2.3.5.Xác định phản lực tại các gối đỡ.
2.3.5.1.Trục I.
2.3.5.2.Trục II.
2.3.5.3.Trục III.
2.3.6.Vẽ biểu đồ mômen.
2.3.6.1.Vẽ biểu đồ mômen trục I.
2.3.6.2.Vẽ biểu đồ mômen trục II.
2.3.6.3.Vẽ biểu đồ mômen trục III.
2.3.7.Tính kiểm nghiệm độ bền trục về độ bền mỏi.
2.3.8.Kiểm nghiệm về độ bền của then.
2.4.TÍNH TOÁN NỐI TRỤC.
2.5.TÍNH TOÁN Ổ LĂN.
2.5.1.Tính ổ lăn trục I.
2.5.2.Tính ổ lăn trục II.
2.5.3.Tính ổ lăn trục III.
2.6.CHỌN THÂN MÁY, BU-LÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC.
2.6.1.Yêu cầu.
2.6.2.Xác định kích thước vỏ hộp.
2.6.3.Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp.
PHẦN 3: DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP.
3.1.Dung sai ổ lăn.
3.2.Lắp ghép bánh răng trên trục.
3.3.Lắp ghép vòng chắn dầu trên trục.
3.4.Lăp ghép then.
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 Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật...; 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 Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.
Em chân thành cảm ơn thầy: TS ……..…… và các bạn 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 và các bạn.
Em chân thành cảm ơn!
Hà nội, …ngày…tháng…năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………….
PHẦN 1
XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1. CHỌN ĐỘNG CƠ:
1.1.1. Chọn hiệu suất của hệ thống:
Động cơ 4A160S2Y3
1.2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:
Ta thấy để bôi trơn chỗ ăn khớp của các bánh răng trong hộp giảm tốc ta dùng công thức thực nghiệm .
PHẦN 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY
2.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH:
2.1.1. Chọn loại xích:
* Công suất trên đĩa xích nhỏ của bộ truyền xích chính là công suất trên trục 3: P3=12,12 (kW), với số vòng quay đĩa xích nhỏ n3=172,21 (vòng/phút), với tỉ số truyền
* Vì số vòng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống con lăn
2.1.2. hông số bộ truyền:
Theo bảng 5.4 Tài liệu [1], với u=3,00, chọn số răng đĩa xích nhỏ , do đó số răng đĩa xích lớn. Theo bảng 5.5 Tài liệu [1] với n01=200 (vòng/phút), chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích pc=38,1(mm) thỏa mãn điều kiện bền mòn.
2.1.3. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền:
Theo bảng 5.10 với n=200vg/ph, [s]=8,5. Vậy s>[s]: bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
2.1.1. Xác định thông số đĩa xích:
Đường kính đĩa xích: Theo công thức (5.17) tài liệu [1] và bảng 14.4b:
* d1=p/sin(π/z1)=38,1/sin(π/25)= 303,99 (mm);
* d2=p/sin(π/z2)= 38,1/sin(π/75)= 909,84 (mm).(Đường kính vòng chia)
* da1=p[0,5+cotg(π/Z1)]=38,1[0,5+cotg(π/25)]= 320,64 (mm);
* da2=p[0,5+cotg(π/Z2)]= 38,1[0,5+cotg(π/75)]=928.09(mm); (Đường kính vòng đỉnh răng).
* df1=d1-2r=273,49-2.9,62=254,25(mm) và df2=d2-2r=576,35-2.19,05=538,25(mm)
Với bán kính đáy r=0,5025d1+0,05=0,5025.22,23+0,05=11,22(mm) và d1=22,23(mm) bảng 5.2 tài liệu [1].
2.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG:
* Thông số kĩ thuật:
- Thời gian phục vụ: L=6 năm.
- Công suất:
- Quay 1 chiều, tải va đập nhẹ, 300 ngày/ năm, 2 ca/ngày, 8 tiếng/ ca.
- Cặp bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng) :
* Tỷ số truyền : u1=4,70
* Số vòng quay trục dẫn: n1=2930 (vòng/phút)
* Momen xoắn T trên trục dẫn: T1=41948,29(Nmm)
- Cặp bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng) :
* Tỷ số truyền: u2=3,62
* Số vòng quay trục dẫn: n2=623,40 (vòng/phút).
* Momen xoắn T trên trục dẫn: T2=191337(Nmm)
2.2.1. Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh:
2.2.1.1. Chọn vật liệu:
Do bộ truyền có tải trọng trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn vật liệu cặp bánh răng như sau:
· Bánh chủ động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có σb1=850(MPa), σch1=580Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245HB.
. Bánh bị động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có σb2=750(Mpa), σch1=450Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB2=230HB.
2.2.1.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
Với kết quả aw tính được ta chọn khoảng cách trục tiêu chuẩn aw=160(mm).
2.2.1.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo công thức (6.1) với v=8,61 (m/s) < 10 (m/s), Zv=1,05, với cấp chính xác động học là 8, chọn cấp chính xác về mực tiếp xúc là 7, khi đó cần gia công độ nhám Ra=2,5μm do đó ZR=0,95; với vòng đỉnh bánh răng da<700(mm), KxH=1.
2.2.2. Cặp bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm:
2.2.2.1. Chọn vật liệu:
Do bộ truyền có tải trọng trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn vật liệu cặp bánh răng như sau:
· Bánh chủ động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có σb1=850(MPa), σch1=580(MPa), ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245HB.
· Bánh bị động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có σb2=750(MPa), σch1=450(MPa), ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB2=230HB.
2.3. THIẾT KẾ TRỤC - CHỌN THEN:
Thông số thiết kế:
Moment xoắn trên các trục:
- Trục I : T1=41948,29 (Nmm)
- Trục II : T2=191337 (Nmm)
- Trục III : T3=672121,2( Nmm)
2.3.7. Tính kiểm nghiệm độ bền trục về độ bền mỏi:
· Các tiết diện nguy hiểm:
- Trục I:
* Tiết diện lắpổ lăn1 (tiết diện 11)
* Tiết diện lắp bánh răng 1 (tiết diện 12)
- Trục II:
* Tiết diện lắp bánh răng 3 (tiết diện 22)
* Tiết diện lắp bánh răng 2 (tiết diện 23)
- Trục III:
* Tiết diện lắp ổ lăn 0 (tiết diện 30)
* Tiết diện lắp bánh răng 4 (tiết diện 33)
· Chọn lắp ghép : Các ổ lăn trên trục lắp theo k6 , lắp bánh vít , bánh xích nối trục theo k6 kết hợp với lắp then. Trị số momel cản uốn và momel cản xoắn được xác định theo bảng 10.6 tải liệu [1] ta có:
2.4. TÍNH TOÁN NỐI TRỤC:
- Momen xoắn : T=42795,73 Nmm=42,79Nm.
- Đường kính trục động cơ : dđc=28mm.
- Đường kính trục đầu : d=20mm.
⟹ Ta chọn nối trục vòng đàn hồi
2.6. CHỌN THÂN MÁY, BU-LÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC:
2.6.1. Yêu cầu:
- Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ và độ cứng cao.
- Vật liệu làm vỏ là gang xám GX15-32.
- Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ, …
- Bề mặt lắp ghép giữa nắp và thân được cạo sạch hoặc mài để lắp sít, khi lắp có một lớp sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt.
- Chọn bề mặt ghép nắp và thân: song song mặt đế
- Mặt đáy về phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 20 và ngay tại chỗ tháo dầu lõm xuống.
2.6.3. Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp
* Chốt định vị:
Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục. Lỗ trụ (đường kính D) lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời. Để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như lắp ghép, dùng 2 chốt định vị.
* Bu-lông vòng:
Với khoảng cách tâm hai trục là: a1= 160 và a2= 198 theo bảng 18.3b tài liệu [1] tập II, ta ước tính được trọng lượng của hộp giảm tốc khoảng 300kG. Theo bảng 18.3a tài liệu [1] tập II, ta chọn bu-lông vòng M12.
* Nút tháo dầu:
- Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn (do bụi và do hạt mài) hoặc bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới. Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu. Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu.
* Tính chọn dầu bôi trơn cho hộp giảm tốc:
Với thép chế tạo bánh răng có sb= 750Mpa, Tra bảng 18.11 tài liệu [1] tập II, ta có độ nhớt để bôi trơn bánh răng là 57 (độ nhớt Centistoc).
PHẦN 3: DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP
3.1. Dung sai ổ lăn:
Vòng trong ổ lăn chịu tải tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vòng ổ không trượt trên bề mặt trục khi làm việc. Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dôi, tạo điều kiện mòn đều ổ (trong quá trình làm việc nó sẽ quay làm mòn đều).
3.2. Lắp ghép bánh răng trên trục:
Bánh răng lắp lên trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiểu lắp ghép H7/k6.
3.3. Lắp ghép vòng chắn dầu trên trục:
Để dễ dàng cho tháo lắp, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/Js6
KẾT LUẬN
Qua thời gian làm đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, em đã nắm vững hơn về cách phân tích một công việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho bài toán thiết kế.Vì đặc trưng nghiên cứu của môn học là tính hệ truyền động nên qua đó giúp cho sinh viên có cách xử lý sát thực hơn và biết cách kết hợp với những kiến thức đã được học để tính toán và chọn ra phương án tối ưu cho thiết kế.
Dù đã cố gắng hoàn thành đồ án này với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng và có sự hướng dẫn rất cụ thể của thầy: TS……....……… nhưng do hiểu biết còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắc chắn đồ án này còn có nhiều thiếu sót và bất cập. Vì vậy, em rất mong sự sửa chữa và đóng góp ý kiến của quý thầy cô để em được rút kinh nghiệm và bổ sung thêm kiến thức.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy: TS………....……, Cùng các bạn trong lớp.
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 I, tập II. Nhà xuất bản giáo dục 2003.
[2]. Giáo trình chi tiết máy Trần Thiên Phúc
[3]. Trần Hữu Quế: Vẽ kỹ thuật cơ khí, tập 1 và 2. Nhà xuất bản giáo dục, 2001.
[4]. PGS.TS. Ninh Đức Tốn, GVC. Nguyễn Thị Xuân Bảy: Giáo trình dung sai lắp ghép và kĩ thuật đo lường.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"