MỤC LỤC

MỤC LỤC …..................1

LỜI NÓI ĐẦU ......................2

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIÊN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN......................... 4

1.1. Tính chọn động cơ...................... 4

1.1.1. Loại động cơ...................4

1.1.2. Các yêu cầu đối với động cơ.................... 5

1.1.3. Tính toán.................. 5

1.1.4. Lựa chọn động cơ.................... 7

1.2. Kiểm nghiệm động cơ.................... 8

1.3. Phân phối tỉ số truyền....................8

1.4. Số vòng quay trong một phút của các trục..................9

1.5. Công suất trên các trục......................9

1.6. Mômen trên các trục..................10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG VÀ NGOÀI HỘP GIẢM TỐC................. 11

2.1. Thiết kế bộ truyền xích...................11

2.1.1. Chọn loại xích.......................11

2.1.2. Xác định các thông số z₁ ,  z₂........................11

2.1.3. Chọn bước xích p...................11

2.1.4. Xác định a.....................12

2.1.5. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích................... 13

2.1.6. Kiểm nghiệm xích về độ bền..................... 14

2.1.7. Xác định lực tác dụng lên trục.................. 16

2.1.8. Đường kính đĩa xích...................... 17

2.2. Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít ..................17

2.2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít và bánh vít................ 18

2.2.2. Xác định các ứng suất cho phép..............18

2.2.3.Tính thiết kế..........................19

2.2.4.Tính kiểm nghiệm..................... 21

2.2.5. Xác định các kích thước và thông số của bộ truyền................. 24

2.2.6.Tính nhiệt.................. 25

2.2.7.Tính các thành phần lực ăn khớp của bộ truyền..................... 26

2.3 Thiết kế bộ truyền cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh............... 26

2.3.1. Chọn vật liệu................. 26

2.3.2. Xác định ứng suất cho phép.................. 27

2.3.3. Tính bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh.................... 31

2.3.4. Xác định các thông số ăn khớp................. 32

2.3.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền................. 33

2.3.6. Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh.................. 37

2.3.7. Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc. ...................39

2.4.8. Tính lực................... 39

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRỤC, CHỌN THEN, KHỚP NỐI.................. 39

3.1. Chọn khớp nối .....................39

3.2. Tính trục....................... 42

3.2.1. Chọn vật liệu.................... 42

3.2.2. Tính sơ bộ đường kính trục.................... 42

3.2.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực...................... 44

3.2.4. Xác định các lực tác dụng lên trục.................. 47

Sơ đồ động hộp giảm tốc...................... 47

3.2.5. Tính các phản lực tại các ổ và vẽ biểu đồ mômen................... 50

3.2.6. Xác định đường kính các đoạn trục.................... 60

3.2.7. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi và độ cứng.................... 63

3.2.8. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. ....................69

3.3. Tính then........................ 72

3.3.1. Then trên trục I..................... 72

3.3.2. Then trên trục II ......................73

3.3.3. Then trên trục III .....................74

CHƯƠNG 4: CHỌN Ổ LĂN................ 75

4.1. Chọn ổ lăn. ................76

4.1.1. Trục I ................76

4.1.2. Trục II................... 76

4.1.3. Trục III ..................76

4.2. Tính toán chọn cỡ ổ lăn................. 77

4.2.1. Theo khả năng tải động và khả năng tải tĩnh. ................77

4.2.2. Tính toán cụ thể ổ lăn cho các trục. .....................78

CHƯƠNG 5: CHỌN KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY TIÊU CHUẨN................... 86

5.1. Vỏ hộp.................... 86

5.2. Nắp ổ..................... 88

5.3. Chân đế................ 88

5.4. Cửa thăm, nút thông hơi và que thăm dầu................ 88

5.4.1. Cửa thăm.................... 88

5.4.2. Nút thông hơi................. 89

5.4.3. Que thăm dầu................ 89

5.5. Nút tháo dầu.................. 89

5.6. Chốt định vị côn, vòng phớt, vòng chắn mỡ.............. 89

5.6.1. Chốt định vị côn................. 89

5.6.2. Vòng phớt .................90

CHƯƠNG 6: BÔI TRƠN VÀ CHẾ ĐỘ LẮP GHÉP................ 91

6.1. Bôi trơn hộp giảm tốc............... 91

6.2. Điều chỉnh................ 91

6.3. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế. ...............91

6.4. Một số yêu cầu khi sử dụng.............. 92

6.5. Chọn kiểu lắp................. 92

KẾT LUẬN….............93

TÀI LIỆU THAM KHẢO............. 94

LỜI NÓI ĐẦU

   Trong tất cả các máy móc cơ khí đều có sự chuyển động cơ học của các bộ phận của máy.Muốn có sự chuyển động thì cần phải có năng lượng.Một trong những dạng năng lượng dễ kiếm, dễ sử dụng và có thể có mặt ở khắp mọi nơi đó là điện năng. Trong lịch sử phát minh, con người đã thấy răng chỉ có động cơ điện là một thiết bị tối ưu nhất có tác dụng biến năng lượng điện thành năng lượng cơ năng để thực hiện một chuyển động cơ học cần thiết.

   Trong sản xuất công nghiệp, để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cũng như tính khả năng thì người ta chỉ chế tạo ra các đông cơ điện có công suất và vận tốc quay là một giá trị cụ thể nào đó đã được thiết lập trong bảng tiêu chuẩn. Trong khi đó các chuyển động cơ học trong các máy móc lại cần nhưng công suất bất kì, không theo một dãy số tiêu chuẩn nào. Vì vậy, các động cơ điện không thể truyền trực tiếp công suất sang cho các hệ thống chuyển động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi công suất dễ chế tạo hơn. Một trong các thiết bị như vậy là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc là cơ câu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn.

  Như vậy, ta thấy rằng, một hệ thống máy móc chuyển động cần phải có động cơ, bộ truyền, hộp giảm tốc (hộp tăng tốc) và hệ thống tải. Một hệ thống như vậy được gọi là hệ thống dẫn động cơ khí.

   Trên thực tế, khi thiết kế một hệ thống dẫn động cơ khí ta phải khảo sát tất cả các số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế. Nhưng trong đó đồ án môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy, các số liệu đã được cho trước và ta chỉ phải thiết kế hệ thống mà thôi.

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIÊN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Thông số đầu vào:

Lực vòng trên băng tải: F = 16000 (N)

Vận tốc băng tải: v = 0,34 (m/s)

Đường kính tang dẫn: D = 450 (mm)

Thời gian phục vụ: L = 3 (năm)

Số ngày làm việc/năm: K_ng = 210 (ngày)

Số ca làm trong ngày: 1 (ca)

t₁ = 29 (s)

t₂ = 31 (s)

T₁ = T

T₂ = 0,7T

Quay 1 chiều, tải va đạp nhẹ, 1 ca làm việc 8 (h)

1.1. Tính chọn động cơ

1.1.1. Loại động cơ

Động cơ được chọn là loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha roto lồng sóc do kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất và công suất phù hợp với sự làm việc của hệ thống...

1.1.2. Các yêu cầu đối với động cơ

Có số vòng quay của động cơ xấp xỉ bằng số vòng quay tính toán sơ bộ:

n_đcơ = n_sbộ

· Mômen mở máy của động cơ phải thắng được mômen cản ban đầu của phụ tải.

T_mm>T_cản

· Khi động cơ làm việc quá tải thì nhiệt độ phát ra vẫn không quá nhiệt độ cho phép, trục động cơ vẫn làm việc ổn định.

1.1.3. Tính toán

Do đó công suất cần thiết của động cơ:

 P_ct=P_t/h(kW) 

Trong đó: - P_ct -là công suất cần thiết trên trục động cơ.

- P_t -là công suất tính toán trên trục máy công tác.

- h-là hiệu suất truyền động.

Theo sơ đồ đề bài thì : h= h^m_{ổ lăn}.h_xính.h_TV-BV.h_{bánh răng}.h_{khớp nối}

Trong đó: - m -là số cặp ổ lăn (m = 4).

Tra (bảng 2.3 - trang 19 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển), ta được các giá trị hiệu suất ứng với mỗi chi tiết như sau: h_ôl= 0,99;h_x= 0,95;h_TV-BV= 0,8;h_br= 0,97; h_kn= 1;

=> h = 0,99⁴. 0,95. 0,8. 0,97.1 = 0,708.

P_ct = 4,67/0,708 = 6,6(kW)

1.1.4. Lựa chọn động cơ

Dựa vào các số liệu vừa tính toán, tra (bảng P1.3 - trang 236 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) ta chọn động cơ số hiệu 4A132M2Y3 có các thông số như bảng.

1.2. Kiểm nghiệm động cơ

Theo các điều kiện chọn động cơ, ta thấy :

· P_dc> P_ct               : Thỏa mãn (11 kW > 6,6 kW)

· n_dc = 2907 = n_sbộ =  2907,6 (v/ph)

· T_mm/T = 1,4 < T_k/T_dn= 1,6 : Thỏa mãn

1.5. Công suất trên các trục

Trục công tác: P_ct = 5,44 (kW)

· Trục III: P_III =  5,78 (kW)

· Trục II: P_II  =  7,3 (kW)

· Trục I: P_I  = 7,6 (kW)

· Trục động cơ: P_dc  = 7,7 (kW)

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG VÀ NGOÀI HỘP GIẢM TỐC

2.1. Thiết kế bộ truyền xích

Thông số đầu vào :

- Công suất trên trục dẫn      :     P_III  =5,78 (kW)

- Số vòng quay của trục dẫn :     n_III = 48,5 (vg/ph)

- Tỉ số của bộ truyền xích     :     u_x = 3,358

2.1.1. Chọn loại xích

Vì tải trọng nhỏ,vận tốc thấp nên trọn loại xích con lăn.

2.1.2. Xác định các thông số z₁ ,  z₂

Chọn z₁ sao cho: z₁ = 29 - 2u

Lấy: z₁ = 22 (răng)

=>z₂ = u.z₁ = 3,358.22 = 73,9 (răng). Lấy z₂ = 74 (răng).

2.1.4. Xác định a

Ta có: a_sơbộ = 40.p = 40 . 31,75 = 1270 (mm)

Chọn: a = 0,003.a = 0,003 . 1274,7  = 3,8

=> a  = 1271 (mm)

2.2. Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít

Thông số đầu vào:

     - Momen xoắn trên trục bánh vít      :T₂ = 1138100 (Nmm)

     - Tốc độ quay trên trục vít                :n₁ = 1076,67 (v/ph)

     - Tỉ số truyền                                    :u = 22,2

2.2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít và bánh vít.

- Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép

Với bánh vít là đồng thanhthiết ЂpOIIC6-3-3đúc khuôn cát 200 (MPa), 100 (MPa) còn trục vít là thép 45X, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC45 vận tốc trượt v_s = 5,1 (m/s). Ta tra (bảng (7.2) trang 148 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển)  nhận được 140 (MPa).

2.2.3.Tính thiết kế

- Xác định khoảng cách trục a_w, mm

Lấy a_w = 245 (mm).

- Xác định modun dọc của trục vít

Modun dọc của trục vít được xác định từ a_w theo (công thức (7.17) trang 151 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển):

m =2.a_W/(Z₂+q) = 2.245/(45+16) = 8,03

Theo (bảng (7.3) trang 150 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển)chọn theo tiêu chuẩn m = 8.

2.2.4.Tính kiểm nghiệm

- Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc

Thay z₁, q, x, a_w vào (công thức (7.21) trang 151 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển)ta có góc nâng của đường ren vít trên mặt trụ lăn của trục vít g_W:

Đường kính vòng lăn trục vít d_w1 được tính theo (công thức (7.21a) trang 151 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển):

d_w1 = (q+2x) m = (16+2.0,125).8 = 130 (mm).

- b₂ là chiều rộng vành răng bánh vít, mm, xác định theo công thức ghi trong bảng 7.9:

d_a1 = m . (q + 2) = 8. (16 + 2) = 144

b₂  =  0,75. d_a1 =>b₂ = 0,75 . 144 = 108 (mm)

=> Lấy b₂ = 105 (mm);

- Ứng suất uốn khi quá tải được xác định theo (công thức (7.28) trang 154 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển):

     s_Fqt= s_F.K_qt = 10,07.1,5 = 15< [s_F]_max = 80 (MPa)

Như vậy điều kiện bền về quá tải được thõa mãn.

2.3 Thiết kế bộ truyền cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh

- Công suất: P₁ = 7,6 (kW)

- Tốc độ quay: n₁ = 2907 (v/ph)

- Momen xoắn: T₁ = 25000 (Nmm)

- Tỉ số truyền: u₁ = 2,7

- Thời gian làm việc: L_h = 5040 (h)

2.3.1. Chọn vật liệu

2.3.1. Chọn vật liệu

Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu như sau:

Cụ thể theo (bảng 6.1 - trang 92 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) chọn:

Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285

Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:

 d_w1=2a_w1/(u_m+1)=2.85/(2,704+1)= 45,896 (mm)

Theo (công thức 6.40 - trang 106 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển):

v=d_w1n₁/60000= 45,896.2907/60000=6,896 (m/s).

Với v= 6,896 (m/s) theo (bảng 6.13 - trang 106 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) dùng cấp chính xác 8. Theo (bảng 6.14 - trang 107 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) với cấp chính xác 8 và v<10 (m/s), =1,1.

Theo (công thức 6.39 - trang 106 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển):

K_H= K_Hv=1,1.1,03.1,105=1,252

2.3.6. Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh

Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh được thể hiện như bảng:

- Đường kính chia :

d₁ =  45,897  (mm)

d₂  = 124,093  (mm)

- Đường kính đỉnh răng :

d_a1  = d₁ +2(1+x₁-y).m  = 45,897+2.1,5  = 48,897  (mm)

d_a2  = d₂ +2(1+x₂-y).m  = 124,093 +2.1,5 =  127,093  (mm)

- Đường kính đáy răng:

d_f1  =  d₁ – (2,5-2x₁).m  =  45,897 – 2,5.1,5  =  42,147  (mm)

d_f2  =  d₂ – (2,5-2x₂).m  =  124,093 – 2,5.1,5  =  120,343  (mm)

2.3.7. Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc

Điều kiện bôi trơn:

d_w12/d_w21= (128)/(124,093) = 1,03

Suy ra bánh răng lớn không ngậm quá sâu trong dầu thõa mãn điều kiện bôi trơn.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRỤC, CHỌN THEN, KHỚP NỐI

Thông số đầu vào:

- Momen xoắn trục 1: T₁ =  25000 (Nmm)

- Momen xoắn trục 2: T₂ =  64800 (Nmm)

- Momen xoắn trục 3: T₃ =  1138100 (Nmm)

3.1. Chọn khớp nối

Mômen cần truyền:             T=T_dc=25300 (Nmm)

Đường kính trục động cơ:   d_dc=38 (mm)

3.2. Tính trục

3.2.1. Chọn vật liệu

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có 600 (MPa), ứng suất xoắn cho phép 15…30 (MPa).

3.2.2. Tính sơ bộ đường kính trục

3.2.2.1. Trục I

T₁=25000 (Nmm)  ;  d₁ = 20,3 (mm)

Trong đó ta lấy  :  [t]₁=15   (MPa)

Vậy chọn sơ bộ : d₁=25 (mm)

Với d₁=25 (mm), tra ( bảng 10.2 – trang 189 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) được chiều rộng ở lăn b₀₁=17 (mm).

3.2.2.3. Trục III

T₃=1138100 (Nmm) ;    d₃ = 59 (mm)

Trong đó ta lấy  :  [t]₃= 28 (Mpa)

Vậy chọn sơ bộ : d₃=60 (mm)

Với d₃=60 (mm), tra (bảng 10.2 – trang 189 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) được chiều rộng ở lăn b₀₃= 31 (mm).

3.2.2.4. Trục IV, trục công tác

T₄=3600300 (Nmm) ;    d₄ = 84,3 (mm)

Trong đó ta lấy:  [t]₄=30(MPa)

Vậy chọn sơ bộ : d₄= 85 (mm)

Với d₄=85 (mm), tra ( bảng 10.2 – trang 189 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) được chiều rộng ở lăn b₀₄= 41 (mm).

3.2.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

3.2.3.1. Chiều dài mayơ trên trục I

Chiều dài mayơ:

+ Chiều dài mayơ nửa khớp nối :

l_m12=(1,4…2,5)d =35…62,5 (mm), chọn l_m12=35 (mm)

+ Chiều dài mayơ bánh răng trụ răng nghiêng:

l_m13=(1,2…1,5)d =30…37,5 (mm), chọn l_m13=35 (mm)

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay:

k₁=8…15 mm. Lấy k₁=8(mm).

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:

k₂=5…15 mm. Lấy k₂=10 (mm).

Khoảng cách từ mặt mút  của chi tiết quay đến nắp ổ:

k₃=10…20 mm. Lấy k₃=10 mm.

Chiều cao nắp ổ và đầu bulông:

h_n=15…20 mm. Lấy h_n=15 mm.

3.2.3.2. Chiều dài mayơ trên trục II

Chiều dài mayơ:

+ Chiều dài mayơ bánh răng trụ răng nghiêng:

l_m22=(1,2…1,5)30=36…45 (mm), chọn l_m22=40 (mm)

Các khoảng cách: k₁=8 mm, k₂=10 mm, k₃=10 mm, h_n=15 mm.

3.2.3.3. Chiều dài mayơtrên trục III

Chiều dài mayơ:

+ Chiều dài mayơ bánh vít:

l_m32=(1,2…1,8)30=36…54 (mm), chọn l_m32=45 (mm)

+ Chiều dài mayơ đĩa xích chủ động:

l_m33=(1,2…1,5)30=36…45 (mm), chọn l_m33=40 (mm)

Các khoảng cách: k₁=8 mm, k₂=10 mm, k₃=10 mm, h_n=15 mm.

3.2.3.4. Chiều dài l_ki của các đoạn trục

Theo (bảng 10.4 – trang 191 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) với trường hợp hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng-trục vít ( hình 10.11 – trang 192 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) ta có:

-Trục 2 :

l_c22 = 0,5(l_m22 +b₀₂) + k₃+h_n = 0,5(40 +19) + 10+15 = 54,5lấy l_c22 = 55 (mm)

l₂₂ = l_c22 = 55 (mm)

l₂₁ = (0,9…1)d_aM2 = (0,9…1).390 = 351…390lấy l₂₁ = 360 (mm)

l₂₃ = l₂₁/2 = 360/2 = 180 (mm).

- Trục 3 :

l_c33 = 0,5(l_m33 +b₀₃) + k₃+h_n = 0,5(40+31)+10+15 = 60,5 lấy l_c33 = 65 (mm)

l₃₂= 0,5(l_m32 +b₀₃)+k₁+k₂ = 0,5(45 +31)+8+10=56lấy l₃₂= 60 (mm)

l₃₁=2.l₃₂ = 2.60 =120 (mm)

l₃₃= l₃₁+l_c33 = 120 + 65= 185 (mm)

- Trục 1 :

l₁₃= l_c22 = 55 (mm)

l₁₁=2.l₁₃ = 2.55 = 110 (mm)

l_c12 = 0,5(l_m12 +b₀₁)+k₃+h_n = 0,5(35+17)+10+15 = 51 lấy l_c12 = 55 (mm)

Theo các vị trí tương đối trên sơ đồ động ta có các trị số:

+ Trục I:    

l₁₁= 110 (mm)

l_c12= 55 (mm)

l₁₃ = 55 (mm)

+ Trục II:    l₂₁= 360 (mm)

l_c22 =  55 (mm)

l₂₃ = 180 (mm)     

+ Trục III:  

l₃₁= 120 (mm)

₃₂ = 60 (mm)

l_c33 = 65 (mm)

3.2.4.3. Trục III

Phân tích lực tác dụng lên trục:

Lực vòng ăn khớp trong bộ truyền trục vít – bánh vít cấp chậm:

F_t22= 6323 (N)

Lực hướng tâm ăn khớp trong bộ truyền trục vít – bánh vít cấp chậm:

F_r22= 2301 (N)

Lực dọc trục ăn khớp trong bộ truyền trục vít – bánh vít cấp chậm:

F_a22= 776 (N)

Lực tác dụng của xích lên trục 3:

F_x  = 11869 (N)

3.2.6. Xác định đường kính các đoạn trục

Tính mômen uốn tổng M_j và mômen tương đương M_tđj tại các tiến diện j trên chiều dài trục theo các (công thức 10.15 và 10.16 - trang 194 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển).

3.2.6.1. Trục I

Tiết diện khớp nối (tiết diện 2):

M₂ = 0 (Nmm)

M_tđ2 = 21651 (Nmm)

d₂=17 (mm)

Do trục 1 liên kết với động cơ bằng khớp nối nên d₂ phải lấy tối thiểu là 0,8d_dc =30,4 (mm), chọn d₂ theo tiêu chuẩn lắp khớp nối là : 32 (mm) (lắp khớp nối)

Tiết diện ổ lăn, tiết diện 0 (tiết diện 0 có momen uốn lớn hơn tiết diện 1):

M₀ =66275 (Nmm)

M_tđ0 = 69722 (Nmm)

d₀=23 (mm)

Chọn d₀ theo tiêu chuẩn bằng 35 (mm) (lắp ổ lăn).

3.2.6.3.Trục III

Tiết diện lắp bánh vít (tiết diện 2):

M₂ = 592554 (Nmm)

M_tđ2 = 1150032 (Nmm)

d₂= 67 (mm)

Chọn d₂ theo tiêu chuẩn bằng 70 (mm) (lắp bánh vít).

Tiết diện lắp ổ lăn, tiết diện 1 (tiết diện 1 có momen uốn lớn hơn tiết diện 0):

M₁ = 771485 (Nmm)

M_tđ1= 1251656 (Nmm)

d₁= 64(mm)

Chọn d₁ theo tiêu chuẩn bằng 65 (mm) (lắp ổ lăn).

Tiết diện lắp xích (tiết diện 3):

M_tđ3 = 985624  (Nmm)

d₃= 59 (mm)

Chọn d₃ theo tiêu chuẩn bằng 60 (mm) (lắp xích tải).

3.2.8. Tính 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 (chẳng hạn khi mở máy) cần kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh, (công thức 10.27 - trang 200 - [I] – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển), dùng kiểm nghiệm độ bền tĩnh.

3.2.8.1. Trục I

 M_max=M_BR =65710 (Nmm)

 T_max=25000 (Nmm)

 d=d_BR=38 (mm)

Suy ra:

M_max/(0,1d³)= 65710/(0,1.38³)=12 (MPa)

T_max/(0,2d³)= 25000/(0,2.38³)=2,3 (MPa)

Vậy Trục 1 đảm bảo điều kiện bền tĩnh

3.2.8.3. Trục III

 M_max= M_BV =  592554 (Nmm)

 T_max=1138100 (Nmm)

 d=d_BV=70 (mm)

Suy ra:

M_max/(0,1d³)= 592554/(0,1.70³)= 17,3 (MPa)

= T_max/(0,2d³)= 1138100/(0,2.70³)= 16,6 (MPa)

Vậy: (Trục 3 đảm bảo điều kiện bền tĩnh)

3.3. Tính then

3.3.1. Then trên trục I

Khi lắp khớp nối lên trục ta dùng then bằng để truyền mômen xoắn, kích thước của các then cho trong bảng.

Kiểm nghiệm độ bền của then tại tiết diện lắp khớp nối .

Chọn l_t=(0,8…0,9)l_m12=(0,8…0,9).35=(28…31,5); l_t=30 (mm)

3.3.2. Thentrên trục II

Khi lắp bánh răng nghiêng bị động lên trục  ta dùng then bằng để truyền mômen xoắn, kích thước của các then cho trong bảng .

Kiểm nghiệm độ bền của then tại tiết diện BR nghiêng.

Chọn l_t=(0,8…0,9)l_m22=(0,8…0,9)40=(32…36); l_t=35 (mm)

CHƯƠNG 4: CHỌN Ổ LĂN

Thông số đầu vào:

- Phản lực tại các gối đỡ trên trục 1 :

F_x10 = 1286 (N) ;       F_y10 = 133 (N)

F_x11 = 1170 (N) ;       F_y11 = 376 (N)

- Phản lực tại các gối đỡ trên trục 2 :

F_x20 = 876 (N) ;         F_y20 = 713 (N)

F_x21 = 554 (N) ;         F_y21 = 2097 (N)

- Phản lực tại các gối đỡ trên trục 3 :

F_x30 = 9591 (N) ;       F_y30 =2315 (N)

F_x31 = 15137 (N) ;     F_y31 = 14 (N)

4.1. Chọn ổ lăn

Với hộp giảm tốc bánh răng – trục vít, chọn ổ lăn như sau :

4.1.1. Trục I

Tỉ số F_a1/ F_r0 = 0,45 > 0,3, trục 1 là trục đầu vào nhận momen từ động cơ, quay với tốc độ cao, nên ta chọn ổ đỡ - chặn, góc tiếp xúc 12⁰.

4.1.3. Trục III

Lực dọc trục : F_a3 = 776 (N)

F_a3/ F_r1 = 776/15137 = 0,05

Trục 3 là trục bánh vít, tồn tại lực dọc trục, và yêu cầu độ chính xác vị trí trục nên ta chọn ổ đũa côn.

4.2. Tính toán chọn cỡ ổ lăn

4.2.1. Theo khả năng tải động và khả năng tải tĩnh

Nhằm đề phòng khả năng tróc rỗ bề mặt khi làm việc, nên ta cần phải tính toán khả năng tải động trước khi chọn cỡ ổ lăn.

Với ổ bi đỡ và ổ bi đỡ chặn ta có công thức:

              Q=(XVF_r+YF_a)k_tk_đ

Với:

     - k_t=1- hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ

     - k_đ=1,2- tra  (bảng 11.3 - trang 215 - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển)

     - V=1- vòng trong quay

     - X, Y- hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

4.2.2. Tính toán cụ thể ổ lăn cho các trục

4.2.2.1. Trục I

Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trên trục 1 là : d = 35 (mm) , theo ( bảng P2.12 – trang 263  - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) ta chọn loại ổ bi đỡ - chặn cỡ nhẹ hẹp có kí hiệu 36207có các thông số như sau :

- Đường kính vòng trong : d = 35 (mm)

- Đường kính vòng ngoài : D = 72 (mm)

- Chiều rộng ổ  : B = 17 (mm)

- Khả năng tải động: C= 24 (kN)

- Khả năng tải tĩnh: C₀= 18,1 (kN)        

Ta có tải trọng quy ước của các ổ :

Q₀=(X₀VF_r0+ Y₀F_a0)k_tk_đ=1.1.1293.1.1,2=1552 (N)

Q₁=(X₁VF_r1+ Y₁F_a1)k_tk_đ=1.1.1229.1.1,2=1475 (N)

Ổ 0 chịu tải trọng lớn hơn nên xét khả năng tải trọng tại đó :

C_đ0= Q₀.L^1/3= 1552. 879^1/3= 14,8 (kN) < C=24 (kN)

Với : L=60n10^-6L_h=60.2907.10^-6.5040 =879 (triệu vòng)

Suy ra thõa mãn khả năng tải động.

4.2.2.2. Trục II

Vì đây là bộ truyền bánh răng - trục vít, có cả lực hướng tâm lẫn lực dọc trục, để tránh dãn nở vì nhiệt và đảm bảo cố định nên ta dùng 2 ổ đũa côn đối nhau tại vị trí 1, và ổ tùy động (ổ bi đỡ 1 dãy) tại vị trí 0.

- Chọn ổ tại vị trí 1 :

Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trên trục 2 là : d = 55 (mm) , theo ( bảng P2.7 – trang 262  - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) ta chọn ổ đũa côn cỡ trung có kí hiệu 7311có các thông số như sau :

+ Đường kính vòng trong : d = 55 (mm)

+ Đường kính vòng ngoài : D = 120 (mm)

+ Chiều rộng ổ  : B = 29 (mm)

Suy ra tải trọng quy ước của các ổ :

Q₀=(X₀VF_r0+ Y₀F_a0)k_tk_đ=(0,2.1.1129+1.6030).1.1,2 = 7507 (N)

Q₁=(X₁VF_r1+ Y₁F_a1)k_tk_đ=(0,2.1.2169+1.5454).1.1,2 = 7065 (N)

Ổ 0 chịu tải trọng lớn hơn nên xét khả năng tải trọng tại đó :

C_đ0= Q₀.L^1/3= 7507.326^1/3= 40,6 (kN) < C= 102 (kN)

Suy ra thõa mãn khả năng tải động.

Suy ra:

Q_t0=X₀F_r0+Y_­0F_a0= 0,2.1129+1.6030=6,3 (kN)< C₀= 81,5 (kN)

Q_t1=X₀F_r1+Y_­0F_a1= 0,2.2169+1.5454 =5,9 (kN)< C₀=81,5 (kN)

Vậy ta chọn ổ đũa côn tại vị trí 1trên trục II thõa mãn khả năng tải tĩnh  và tải động.

- Chọn ổ tại vị trí 0 :

Do 2 ổ côn đã chịu hết lực dọc trục nên ổ bi đỡ chỉ chịu lực hướng tâm

C_đ0= Q₀.L^1/3= 1355.326^1/3= 9,33 (kN)

Trong đó : Q₀=(VF_r0)k_tk_đ = 1.1129.1.1,2 = 1355 (N) ; L = 326 (triệu vòng)

Với đường kính đoạn lắp ổ lăn trên trục 2 là : d = 55 (mm) , theo ( bảng P2.7 – trang 254  - [I] - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ siêu nhẹ, vừa có kí hiệu 1000911có các thông số như sau :

+ Đường kính vòng trong : d = 55 (mm)

+ Đường kính vòng ngoài : D = 80 (mm)

+ Chiều rộng ổ  : B = 13 (mm)

+ Khả năng tải động: C= 12,3 (kN)

+ Khả năng tải tĩnh: C₀= 10,2 (kN)       

CHƯƠNG 5: CHỌN KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY TIÊU CHUẨN

5.1. Vỏ hộp

- Công dụng: Để gá chặt hầu hết các chi tiết của hộp giảm tốc, định vị trí tương đối của các chi tiết và bộ phận máy, trực tiếp tiếp nhận tải trọng do các chi tiết truyền đến, chứa dầu bôi trơn các bộ truyền trong hộp giảm tốc, bảo vệ các chi tiết máy…

- Chỉ tiêu cơ bản đặt ra khi chế tạo hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ độ cứng cao và giá thành hạ.

5.2. Nắp ổ

Vật liệu đúc bằng gang xám GX 15 – 32 (tra bảng 18.2 [II]).

5.3. Chân đế

Để cố định hộp giảm tốc trên bệ máy ta làm chân đế ở thân hộp, mặt chân đế làm hai dãy lồi song song, nhằm giảm thời gian gia công, tạo khả năng thoát nhiệt và lưu thông không khí… Số bulông nền là 6.

5.4. Cửa thăm, nút thông hơi và que thăm dầu

5.4.1. Cửa thăm

Để thuận tiện trong khi sử dụng quan sát được các phần trong hộp giảm tốc cũng như khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, ta làm cửa thăm trên đỉnh hộp. Cửa thăm được đậy bằng nắp, trên nắp có nút thông hơi.

5.4.3. Que thăm dầu

Que thăm dầu để kiểm tra mức dầu thường xuyên trong khi sử dụng.

5.5. Nút tháo dầu

Dầu bôi trơn sau một thời gian làm việc thường bị bẩn làm ảnh hưởng đến hiệu quả của việc bôi trơn vì vậy cần phải thay dầu mới và xả hết dầu cũ, để làm việc này cần nút tháo dầu.

CHƯƠNG 6: BÔI TRƠN VÀ CHẾ ĐỘ LẮP GHÉP

6.1. Bôi trơn hộp giảm tốc

Bôi trơn hộp giảm tốc chủ yếu là bôi trơn bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng. vì vận tốc vòng của các bánh răng nhỏ nên ta chọn phương pháp bôi trơn là ngâm dầu. 

6.3. Đánh giá chỉ tiêu kinh tế

Từ nhiệm vụ và yêu cầu làm việc của hệ thống dẫn động băng tải, trong quá trình tính toán thiết tôi đã rất chú trọng tới tính kinh tế theo quan điểm đảm bảo hệ thống làm việc đúng yêu cầu nhiêm vụ đặt ra với những chi tiết phần nhiều đã được tiêu chuẩn hoá hoặc những chi tiết đảm bảo có thể chế tạo được trong điều kiện thức tại của nền kinh tế và công nghiệp trong nước hiện nay, vật liệu chế tạo ra chi tiết đều có sẵn có cơ tính phù hợp. 

6.4. Một số yêu cầu khi sử dụng

- Trước khi vận hành máy phải kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc, chế độ bôi trơn ở các ổ.

- Kiểm tra sự chắc chắn của các mối ghép như bắt chặc các bulông nền …

6.5. Chọn kiểu lắp

Theo yêu cầu của từng bộ phận ta chọn các loại mối ghép sau:

- Lắp ghép giữa trục với ổ lăn: Lắp theo hệ thống lỗ: H7/k6.

- Lắp ghép giữa ổ lăn với vỏ hộp: H7/k6

- Lắp ghép giữa nắp ổ và thân hộp: H7/h6

- Lắp ghép giữa bánh răng với trục: H7/k6 vì nó chịu tải vừa, va đập nhẹ

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: Th.S ……......……., 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 em 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: Ths …..............…., cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án môn học này.                                      

   Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                        …., ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                          Sinh viên thực hiện

                                                                                                            ……....……

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí [I], NXB Giáo Dục.

2. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí [II], NXB Giáo Dục.

3. Ninh Đức Tốn - Dung sai và lắp ghép. NXB Giáo dục. Hà nội 2004.

4. Lê Hoàng Tuấn, Sức bền vật liệu, Tập 1 - 2, NXB KHKT, 1998.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"