MỤC LỤC

MỤC LỤC...1

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.. 3

LỜI NÓI ĐẦU.. 4

DANH MỤC CÁC BẢNG KÍ HIỆU.. 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.. 10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.. 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ. 12

1.1. Giới thiệu chung về vai trò, nhiệm vụ của bộ truyền cơ khí 12

1.1.1 Bộ truyền đai 12

1.1.2 Bộ truyền xích. 12

1.1.3 Bộ truyền bánh răng. 12

1.1.4. Động cơ điện. 12

1.1.5 Phân loại động cơ điện. 13

1.1.6 Ưu – Nhược điểm của từng loại bộ truyền và các ứng dụng của nó. 14

1.2 Giới thiệu về bộ truyền giảm tốc trục vít bánh vít 15

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT BÁNH VÍT.. 17

PHẦN 1: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG.. 17

1. Chọn động cơ. 17

1.1 Công suất làm việc của động cơ. 17

1.2  Số vòng quay cần thiết của động cơ. 18

1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ. 18

1.4 Số vòng quay sơ bộ của động cơ. 18

1.5. Chọn động cơ: 18

2. Phân phối tỉ số truyền. 19

2.1 Xác định tỉ số truyền của hệ thống. 19

2.2 Phân phối tỉ số truyền của các bộ truyền. 19

3. Tính các thông số trên trục. 19

3.1 Tính công suất trên các trục. 19

3.2 Tính số vòng quay. 20

3.3 Tính momen trên trục. 20

3.4 Bảng thông số kĩ thuật của động cơ: 20

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN.. 21

A. Thiết kế bộ truyền đai thang: 21

1. Chọn loại đai: 21

2. Xác định đường kính bánh đai nhỏ: 22

3. Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai lớn: 22

4.  Xác định chiều dài dai và khoảng cách trục: 22

5. Tính số lần chạy của đai trong một giây: 22

6. Tính chính xác khoảng cách trục: 23

7.  Xác định góc ôm bánh đai nhỏ : 23

8. Tính số đai Z: 23

9. Các thông số cơ bản của bánh đai: 24

10. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: 24

11. Bảng tổng hợp thông số của bộ truyền đai: 25

B. Tính toán bộ truyền trong hộp. 25

1. Chọn vật liệu làm bánh răng vít và trục vít: 26

2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít ......... 27

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục. 27

4. Xác định mô đun. 28

5. Tính chính xác khoảng cách trục .... 28

6. Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh. 28

7. Xác định các hệ số và thông số động học: 28

8. Kiểm nghiệm răng bánh vít: 29

9. Tính nhiệt truyền động vít: 30

10. Một vài thông số của bộ truyền: 31

11. Lực tác dụng: 31

12. Bảng hông số bộ truyền trục vít 31

13. Chọn khớp nối 32

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ Ổ LĂN.. 34

1. Tính sơ bộ trục: 34

1.1 Chọn vật liệu: 34

1.2 Xác định sơ độ đường kính trục: 34

1.3 Lực tác dụng lên trục: 35

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục. 36

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục. 38

2.1 Trục I. 38

2.1.1 Tính phản lực. 38

2.1.2 Vẽ biểu đồ momen. 39

2.1.3 Tính momen uốn tổng và momen tương đương. 39

2.1.4 Tính đường kính các đoạn trục. 40

2.1.5 Chọn đường kính các đoạn trục. 40

2.1.6 Chọn và kiểm nghiệm then. 40

2.1.7 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 41

2.1.8 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn: 46

2.2 Trục II. 49

2.2.1 Tính chọn kết cấu và ổ lăn cho trục II. 49

2.2.2 Chọn then. 50

2.2.3 Chọn ổ lăn. 50

2.2.4 Sơ đồ kết cấu trục II: 51

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC.. 52

4.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận và các chi tiết: 52

4.1.1 Kết cấu hộp giảm tốc: 52

4.1.2 Kết cấu các bộ phận, chi tiết khác. 53

4.2 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp. 56

4.2.1. Bôi trơn. 56

4.2.2. Điều chỉnh ăn khớp. 56

4.3 Đinh kiểu lắp, lập bảng dung sai 56

4.3.1 Chọn kiểu lắp ghép. 56

4.4 Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và dung sai của các kiểu lắp. 57

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CHẾ TẠO CHI TIẾT BÁNH VÍT, TRỤC VÍT   58

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM... 58

1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc chi tiết 58

1.2. Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm : 58

PHẦN II : PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. 60

2.1 Các phương pháp chế tạo phôi 60

2.2 Chọn vật liệu để gia công. 60

PHẦN III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT.. 61

4.1 Quy trình công nghệ gia công trục vít: 61

4.2 Quy trình công nghệ gia công bánh vít: 66

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

Tính toán bộ truyền giảm tốc trục vít bánh vít

Chương 1: Tổng quan về bộ truyền động cơ khí

1. Giới thiệu chung về vai trò, nhiệm vụ của bộ truyền trục vít bánh vít

2. Giới thiệu sâu về bộ truyền trục vít bánh vít

Chương 2: Tính toán thiết kế bộ truyền trục vít bánh vít

Phần 1: Tính động học hệ dẫn động

Phần 2: Tính toán thiết kế các bộ truyền

Phần 3: Tính toán thiết kế trục và ổ lăn

Phần 4: Tính toán thiết kế vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết khác

Chương 3: Qui trình công nghệ chế tạo chi tiết trục vít, bánh vít

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 hóa 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.

Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp các 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 bộ phận không thể thiếu. Đồ án môn học thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại kiến thức đã học trong các môn học như Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Đồ họa kĩ thuật 1 2.., và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan hơn về thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp ta làm quen với các chi tiết cơ bản như trục vít, bánh vít, ổ lăn, …Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện sinh viên có thể hoàn thiện bổ sung kỹ năng vẽ autocad, điều rất cần thiết với sinh viên. Từ đây cộng với những kiến thức chuyên ngành nhóm sẽ tiếp cận được với hệ thống thực tế, có cái nhìn tổng quan hơn để chuẩn bị cho đồ án tiếp theo và đồ án tốt nghiệp.

Đề tài của em được giao là thiết kế hệ bộ truyền giảm tốc trục vít bánh vít. Với vốn kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận đượ4c ý kiến quý báu đóng góp từ thầy cô.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Cơ sở Thiết Kế Máy và Robot, đặc biệt là thầy : TS………….. đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp em hoàn thành đồ án.

Kính chúc quý thầy cô sức khỏe và hạnh phúc.

                                                                                   Hà Nội, ngày , tháng , năm 20…

                                                                                  Sinh viên thực hiện

                                                                                  …………….

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

1.1. Giới thiệu chung về vai trò, nhiệm vụ của bộ truyền cơ khí

1.1.1 Bộ truyền đai

- Truyền động đai được dùng đề truyền động giữa các trục xa nhau. Thiết kế truyền động đai gồm các bước:

- Chọn loại đai.

- Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ. Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục.

1.1.2 Bộ truyền xích

- Truyền động xích thuộc loại truyền động bằng ăn khớp gián tiếp, được dùng để truyền động giữa các trục xa nhau.

- Thiết kế truyền động xích bao gồm các bước:

- Chọn loại xích.

- Chọn số răng đĩa xích, xác định bước xích theo chỉ tiêu về độ bền mòn và xác định các thông số khác của xích và bộ truyền.

1.1.4 Động cơ điện

Chọn động cơ điện dễ dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trính tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp. muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, động thời cần chú ý đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động

1.1.5 Phân loại động cơ điện

Bảng II: Phân loại động cơ điện

1.1.6 Ưu - Nhược điểm của từng loại bộ truyền và các ứng dụng của nó

Bảng III : Ưu - Nhược điểm của từng loại bộ truyền và các ứng dụng của nó

1.2 Giới thiệu về bộ truyền giảm tốc trục vít bánh vít

Hộp giảm tốc trục vít được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn giữa các trục chéo nhau.

- Sơ đồ động chủ yếu của hộp giảm tốc trục vít gồm: hộp giảm tốc trục vít một cấp, hộp giảm tốc bánh răng – trục vít, hộp giảm tốc trụ vít – bánh răng và hộp giảm tốc trục vít hai cấp.

- Hộp giảm tốc trục vít một cấp: được dùng tỉ số truyền u = 8…63, có thể được thiết kế với 4 dạng sơ đồ sau:

+ Hộp giảm tốc một cấp với trục vít đặt dưới bánh vít.

+ Hộp giảm tốc một cấp với trục vít đặt trên.

+ Hộp giảm tốc một cấp với trục vít thẳng đứng ăn khớp với bánh vít lắp trên trục nằm ngang.

+ Hộp giảm tốc một cấp với trục vít nằm ngang ăn khớp với bánh vít lắp trên trục thẳng đứng.

- Hai loại sơ đồ hộp giảm tốc trục vít một cấp với một trục thẳng đứng có nhược điểm là bôi trơn ổ trục thẳng đứng rất khó khăn và phải dùng kết cấu lót kín phức tạp để đảm bảo cho dầu khỏi chảy ra ngoài vì vậy trong thực tế ít dùng.

- Hộp giảm tốc bánh răng – trục vít và hộp giảm tốc trục vít – bánh răng được sử dụng khi tỉ số truyền u = 50…130, đặc biệt có thể lấy u = 480.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT BÁNH VÍT

PHẦN 1: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

Thông số đầu vào:

- Công suất đầu vào ở trục vít 3kW

- Vận tốc đầu trục vít đầu vào là 2955 vòng/phút

- Tỷ số truyền i = 15

1. Chọn động cơ

- Chọn động cơ điện là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy, vì hộp giảm tốc và động cơ biệt lập nên chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp. Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại và chú ý đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động.

- Chọn động cơ cần tiến hành theo các bước:

+ Tính công suất cần thiết của động cơ.

+ Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ.

2. Phân phối tỉ số truyền

Sau khi lựa chọn động cơ điện ta tiến hành tính toán động cơ hệ dẫn động cơ khí được thực hiện các bước:

+ Xác định tỉ số truyền  của hệ dẫn động

+ Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động , tính theo các bộ truyền

+ Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục

2.1 Xác định tỉ số truyền của hệ thống

Tỉ số truyền của hệ:

2.2 Phân phối tỉ số truyền của các bộ truyền

Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: u_c = 64,36

2.2 Phân phối tỉ số truyền của các bộ truyền

Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: u_h = 16,09

3. Tính các thông số trên trục

3.1 Tính công suất trên các trục

- Công suất trên trục II: 2,0 kW

- Công suất trên trục I: 2,53 kW

- Công suất động cơ :  2,69 kW

3.3 Tính momen trên trục

- Momen xoắn trên trục động cơ: 27041,58 N.mm

- Momen xoắn trên trục I: 88341,86 N.mm

- Momen xoắn trên trục II : 294037,94 N.mm

- Momen xoắn trên trục công tác: 126857,16 N.mm

3.4 Bảng thông số kĩ thuật của động cơ:

Thông số kĩ thuật của động cơ thể hiện như bảng.

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

- Theo yêu cầu: Truyền động đai

- Truyền động đai dung để truyền động giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên 2 bánh với lực căng ban đầu , nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát tải trọng được truyền đi.

- Nhờ đai có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ổn thích hợp với vận tốc lớn.

- Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng kéo và tuổi thọ của đai.

- Thiết kế truyền động đai gồm các bước:

+ Chọn loại đai: đai thang

+ Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ

+ Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục

A. Thiết kế bộ truyền đai thang:

Loại đai này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là 2 mặt 2 bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo cũng lớn hơn. Tuy nhiên cũng do ma sát lớn hơn nên hiệu suất của đai hình thang thấp hơn đai dẹt.

1. Chọn loại đai:

Chọn đai thường

Chọn tiết diện đai A với các thông số bảng 4.13/59 [1] thê rhieenj như bảng.

3. Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai lớn:

Chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.26/67 [1], ta được d₂ = 630 mm

Sai lệch tỉ số truyền: Au = 1,482 % < 4%

=> d₂ thỏa mãn điều kiện

5. Tính số lần chạy của đai trong một giây:

Số vòng chạy của đai: i = 3,18.< i_max = 10%

=> Thỏa mãn điều kiện

11. Bảng tổng hợp thông số của bộ truyền đai:

Bảng tổng hợp thông số của bộ truyền đai như bảng 1.3.

B. Tính toán bộ truyền trong hộp

- Truyền động trục vít gồm trục vít và bánh vít ăn khớp với nhau. Nó được dùng để truyền động giữa các trục chéo nhau, góc giữa 2 trục thường là  

- Do các trục chéo nhau như vậy nên trong chuyển động trục vít xuất hiện vận tốc trượt , hướng dọc treo ren trục vít. Trượt dọc răng làm mất mát về ma sát, làm giảm hiệu suất, tang nguy hiểm cho về dính và mòn. Vì vậy đặc điểm này cần chú ý trong quá trình thiết kế truyền động trục vít.

- Thiết kế truyền động trục vít bao gồm các bước sau:

+ Chọn vật liệu

+ Xác định ứng suất cho phép

+ Tính toán thiết kế

+ Tính toán kiểm nghiệm

+ Quyết định lần cuối các kích thước và thông số bộ truyền

+ Kiểm nghiệm về nhiệt

- Tính toán truyền động trục vít – bánh vít.

1. Chọn vật liệu làm bánh răng vít và trục vít:

a. Xác định sơ bộ vận tốc trượt: v_sb = 1,16 m/s

b. Xác định vật liệu:

Tra bảng 7.1/146 [1], ta có:

Vật liệu bánh vít: Gang xám

+ Kí hiệu : GX 15-32

Chọn vật liệu trục vít là thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HCR > 45

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Thay số được: a_w = 237,99 mm. Chọn a_w = 240 mm

4. Xác định mô đun

Thay số được: m = 11,43 mm

Tra bảng 7.3/150 [1], cho m theo tiêu chuẩn m = 12,5 mm

8. Kiểm nghiệm răng bánh vít:

a. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

Thay số được: e_H = 132,09 mm < [e_H] => Thảo mãn điều kiện.

b. Kiểm tra độ bền uốn:

Thay số được: e_F = 7,28 MPa < [ e_F ] = 38,4 MPa

12. Bảng hông số bộ truyền trục vít

Bảng hông số bộ truyền trục vít thê rhieenj như bảng 1.9.

13. Chọn khớp nối

Ta sử sụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi. Các thông số được thê rhieenj như bảng.

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ Ổ LĂN

- Trục dung để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục và tâm trục truyền. Trục tâm có thể quay với các chi tiết lắp trên nó hoặc không quay, chỉ chịu được lựa ngang và momen uốn.

- Trục truyền luôn luôn quay, có thể tiếp nhận đồng thời cả momen uốn và momen xoắn. Các trục trong hợp giảm tốc, hộp tốc độ là trục truyền.

- Chỉ tiêu quan trọng đối với phần lớn các trục là độ bền, ngoài ra là độ cứng, đối với trục quay nhanh là độ ổn định.

- Tính toán thiết kế trục bao gồm các bước:

+ Chọn vật liệu

+ Tính thiết kế trục về độ bền

+ Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

+ Trường hợp cần thiết tiến hành kiểm nghiệm trục về độ cứng. Đối với trục quay nhanh còn kiểm nghiệm trục về độ ổn định dao động.

1. Tính sơ bộ trục:

1.1. Chọn vật liệu:

Dùng thép C45 tôi cải thiện.

1.2. Xác định sơ độ đường kính trục:

Chọn sơ bộ: d₁ = 35 mm; d₂ = 70 mm

1.4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục

* Chiều rộng ổ lăn  tra bảng 10.2 [1], ta có:

- Chiều dài mayo bánh đai: 50 mm

- Chiều rộng mayo bánh vít: 100 mm

* Xét trục I (Trục vít)

Tra bảng 7.9/155 [1], ta chọn d_aM2 = 540 mm

* Xét trục II

Thay só được: l₂₃ = 297,5 mm

Ta có bảng tóm tắt lực tác dụng lên trục và kích thước các đoạn trục như bảng dưới.

Sơ đồ xác định khoảng cách như hình 2.29.

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục

2.1. Trục I

2.1.1. Tính phản lực

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ.

1.1.2. Vẽ biểu đồ momen

Biểu đồ momen thể hiện như hình vẽ.

* Tại vị trí 2:

* Tại vị trí 0

* Tại vị trí 3

* Tại vị trí 1

1.1.3. Chọn đường kính các đoạn trục

Từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép, công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục:

Đường kính tại vị trí trục vít: 60 mm

Đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn: 55 mm

Đường kính tại vị trí lắp bánh đai: 50 mm

1.1.6. Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn

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

Theo đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn là: 55 mm

Ta chọn ổ dũa côn một dãy cỡ trung rộng 7311, tra bảng P2.11/262 [1], ta được: Ổ dũa côn.

1.2. Trục II

1.2.1. Tính chọn kết cấu và ổ lăn cho trục II

+ Đường kính sơ bộ của trục: 70 mm

Do các yếu tố lắp ráp công nghệ, ta chọn sơ bộ trục có kết cấu sau:

+ Đường kính đoạn trục tại vị trí ổ lăn:  75 mm

+ Đường kính đoạn trục tại vị trí lắp khớp nối:  70 mm

+ Đường kính đoạn trục tại vị trí lắp bánh vít: 80 mm

1.2.2. Chọn then

+ Chọn loại: Then bằng cao

Tại chỗ lắp khớp nối:

Chọn: l_then  = 130 mm

Tại chỗ lắp bánh vít:

Chọn: l_then  = 90 mm

Bảng thông số của then như bảng 3.9

1.2.3. Chọn ổ lăn

Chọn kích thước ổ

Dựa vào đường kính trục ổ lăn d_ol = 75 mm . Chọn ổ dũa côn cỡ trong có kí hiệu: 7515

Bảng thông số của ổ lăn như bảng 3.11.

1.2.4. Sơ đồ kết cấu trục II

Sơ đồ kết cấu trục II như hình vẽ.

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC

4.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận và các chi tiết:

4.1.1 Kết cấu hộp giảm tốc:

a. Chọn kết cấu

- Chọn kết cấu đúc cho vỏ hộp. Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.

- Vật liệu đúc là gang xám GX 15 – 32.

b. Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp.

* Chiều dày : 12 mm

+ Gân răng cứng : 11 mm

* Mặt bích ghép nắp và than

Nắp và thân hộp được ghép bằng bu lông, chiều dày được chọn theo điều kiện đảm bảo đủ độ cứng. Bề rộng mặt bích  phải đủ để khi xiết chặt có thể xoay chìa vặn một góc trên . Bề mặt ghép nắp và than được mài hoặc cạo để lắp sít. Khi lắp, giữa hai bề mặt này không được dung đệm lót.

* Kích thước gối trục

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít

* Chiều cao h

+ Mặt đế hộp: 

Chiều dày:  Chọn S = 32 mm

+ Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh vít với thành trong hộp: A = 4 mm

4.1.2 Kết cấu các bộ phận, chi tiết khác.

a. Vòng móc

Vòng móc trên nắp hộp có kích thước như sau:

Chiều dày vòng móc:     Chọn: 30 mm

Đường kính:                   Chọn: 40 mm

c. Cửa thăm

Tra bảng 18.5/92 [1], chọn loại có thông số như bảng.

d. Nút thông hơi

Nút thông hơi lắp trên cửa thăm có thông số

Tra bảng 18.6/93 [1] 

4.2 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp

4.2.1. Bôi trơn

a. Phương pháp bôi trơn

- Ngâm trục vít trong dầu, ngâm dầu nhập ren trục vít nhưng không vượt quá đường ngang tâm con lăn dưới cùng.

- Ổ lăn trục vít được bôi trơn do dầu bắn lên.

b. Chọn loại dầu bôi trơn

- Tra bảng 18.2,18.3/ [1]: Chọn loại dầu bôi trơn ô tô máy kéo AK15 độ nhớt 50⁰C, .

- Lượng dầu: 3,6 lít

4.2.2. Điều chỉnh ăn khớp

- Để đảm bảo ăn khớp chính xác giữa ren của trục vít và răng của bánh vít cần đảm bảo: khoảng cách trục, góc giữa 2 trục …

- Để điều chỉnh ăn khớp có thể dịch chuyển trục cùng với bánh vít đã cố định trên nó nhờ bộ đệm điều chỉnh lắp giữa nắp ổ và vỏ hộp, bộ đệm giữa cốc lót và thân hộp.

4.3 Đinh kiểu lắp, lập bảng dung sai

* Chọn kiểu lắp ghép

Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:

- Lắp ổ lăn ( vòng trong ) trên trục theo hệ thống lỗ, 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 nên chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay. Mặt khác còn giảm bớt được chi phí gia công.

4.4 Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và dung sai của các kiểu lắp

Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và dung sai của các kiểu lắp như bảng.

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CHẾ TẠO CHI TIẾT BÁNH VÍT, TRỤC VÍT

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM

1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc chi tiết

Bộ truyền trục vít bánh vít thường dùng để truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc với nhau trong không gian hoặc chéo nhau

Bộ truyền trục vít có hai bộ phận chính :

- Trục vít dẫn 1 , có đường kính d1 , trục vít thường làm liền với trục dẫn I , quay với số vòng quay n1 , công suất truyền động P1 ,moomen xoắn trên trục T1

- Bánh vít dẫn 2 , có đương kính d2 , được lắp trên trục bị dẫn II , quay với số vòng quay n2 ,công suất truyền động P2 ,momen xoắn trên trục T2

1.2. Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm

* Đối với trục vít:

- Trục vít được gia công trên máy tiện ren , bằng dao tiện có lưỡi cắt thẳng , tương tự như cắt ren trên bulong

- Kích thước đường kính các cổ lắp ghép yêu cầu cấp chính xác là 7

- Sai lệch độ trụ và độ tròn của bề mặt A và B là 0,01 mm

* Đối với bánh vít:

- Sai lệch độ đảo hướng tâm của mặt bên bánh vít so với bề mặt A là 0,03 mm

- Độ nhám lỗ Ø80 đạt Ra = 2,5 mm

- Độ nhám mặt bên bánh vít đạt Ra = 2,5 mm

- Độ nhám đỉnh răng bánh vít đạt Ra = 2,5 mm

- Độ nhám rãnh then đạt Rz = 20

2.2 Chọn vật liệu để gia công

Vật liệu gia công là thép C45. Đây là loại thép chế tạo máy với chất lượng trung bình.Hàm lượng cacbon trung bình là 0,45% Ngoài ra loại thép này có chứa các tạp chất khác như silic, lưu huỳnh, mangan,crom…. Ứng dụng trong cơ khí chế tạo máy, các chi tiết chịu tải trọng cao và sự va đập mạnh.

- Độ cứng: 23 HRC

Trong điều kiện nhiệt độ bình thường, độ cứng của thép C45 khoảng 23 HRC. Do đó, độ cứng của thép C45 tương đối cao. Người ta thường sử dụng các phương pháp nhiệt luyện như tôi, ủ để tăng độ cứng cho thép lên 57 – 59 HRC

Cơ tính của thép C45

PHẦN III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

4.1 Quy trình công nghệ gia công trục vít

* Bản vẽ chi tiết

a. Nguyên công I: Phay mặt đầu và gia công lỗ tâm

Bước 1: Phay mặt đầu đạt kích thước 649 (mm)

Bước 2: Khoan tâm đạt chiều sâu 5(mm)

* Sơ đồ định vị

- Chuẩn: 2 mặt trụ Ø63

- Định vị: Chi tiết được định vị trên 2 khối V ngắn định vị 4 bậc tự do và một chốt tì điều chỉnh định vị một bậc tự do.

b. Nguyên công II: Tiện thô, tiện bán tinh, tiện tinh, vát mép các mặt trục bên phải

Bước 1: Tiện thô mặt trụ Ø150

Bước 2: Tiện thô mặt trụ Ø60 đủ kích thước l = 140 mm

Bước 3: Tiện thô mặt trụ Ø55

Bước 4: Tiện tinh mặt trụ Ø150

Bước 5: Tiện tinh mặt trụ Ø60

Bước 6: Tiện tinh mặt trụ Ø55

Bước 7: Vát mép 2x45⁰

Bước 8: Vát mép 10x20⁰    

* Sơ đồ định vị

- Chuẩn: 2 lỗ tâm

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai mũi chống tâm ở hai đầu định vị 5 bậc tự do, để truyền momen xoắn ta dùng thêm tốc cặp và mâm quay.

d. Nguyên công IV: Tiện răng trên trục vít

Bước 1: Tiện thô ren trục vít

Bước 2: Tiện tinh ren trục vít

* Sơ đồ định vị

- Chuẩn: 2 lỗ tâm

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai mũi chống tâm ở hai đầu định vị 5 bậc tự do, để truyền momen xoắn ta dùng thêm tốc cặp và mâm quay.

g. Nguyên công VII: Mài tinh

Bước 1: Mài mặt trụ Ø55 bên trái đạt độ nhám Ra = 0,32

Bước 2: Mài mặt trụ Ø55 bên phải đạt độ nhám Ra = 0,32

* Sơ đồ định vị

- Chuẩn: 2 lỗ tâm

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai mũi chống tâm ở hai đầu định vị 5 bậc tự do, để truyền momen xoắn ta dùng thêm tốc cặp và mâm quay.

4.2 Quy trình công nghệ gia công bánh vít:

* Bản vẽ chi tiết

Như hình vẽ.

* Bản vẽ lồng phôi:

Như hình vẽ.

a. Nguyên công I: Tiện thô tinh mặt trụ Ø451 để đạt kích thước Ø448, tiện thô tinh mặt bên phải.

Bước 1: Tiện thô mặt trụ Ø451

Bước 2: Tiện tinh mặt trụ

Bước 3: Tiện thô mặt bên phải

Bước 4: Tiện tinh mặt bên phải

* Sơ đồ định vị

- Chuẩn: Lỗ Ø77

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng trục gá định vị lỗ Ø77 khống chế bốn bậc tự do. Chốt tì định vị được một bậc tự do

c. Nguyên công III: Xọc rãnh then

* Sơ đồ định vị

- Chuẩn: Mặt trụ ngoài

- Định vị: Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu khống chế được bốn bậc tự do. Chốt tì định vị được một bậc tự do

e. Nguyên công V: Nhiệt luyện

Tôi cải thiện thép C45 để đạt được độ cứng 190 – 220 HB bằng phương pháp tôi cao tần.

KẾT LUẬN

Sau khoảng thời gian thực hiện làm đồ án môn học thiết kế máy thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, chúng em đã nắm bắt được cách thực hiện phân tích tính toán một công việc thiết kế, cách đặt vấn đề, cách phân chia công việc ra nhiều giai đoạn nhiều bước, và cách trình bày một bản vẽ, thuyết minh phù hợp và đúng chuẩn.

Vì môn học là thiết kế hệ thống truyền động cơ khí có những đặc trưng riêng nên qua đó nó giúp cho sinh viên có cách xử lý kết hợp các kiến thức đã học trước đó vào bài làm để đề ra phương án tối ưu nhất để thực hiện. Ngoài ra qua môn học em còn hiểu biết thêm về việc thiết kế và so sánh với thực tế bên ngoài về hiểu biết thêm về tính công nghệ phương phương pháp gia công cơ bản và từ đó điều chỉnh phương pháp tính toán thiết kế sao cho phù hợp với tính công nghệ bên ngoài mà không ảnh hưởng đến sự chính xác cũng như yêu cầu kỹ thuật đã đề ra.

Dù đã cố gắng hoàn thành môn học với sự giúp đỡ cùa quý thầy cô viện Cơ khí động lực nhưng do hiểu biết còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm nên bài làm còn có nhiều thiếu sót. Vì vậy, em mong sự sửa chữa và góp ý kiến của quý thầy cô bộ môn trong viện Cơ khí động lực và sự hướng dẫn tận tình của thầy: TS……………. để các đồ án kỳ sau và đặc biệt là đồ án tốt nghiệp chúng em được làm tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Trịnh chất và Lê Văn Uyển, 2010. Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1. NXB Giáo dục Việt Nam.

[2]. Trịnh chất và Lê Văn Uyển, 2010. Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 2. NXB Giáo dục Việt Nam.

[3]. Ninh Đức Tốn, 2005. Sổ tay dung sai lắp ghép. NXB Giáo dục Việt Nam.

[4] Giáo trình chi tiết máy

[5]. GS. TS Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy 1,2,3. NXB Khoa học và kĩ thuật.

[6]. GS. TS Nguyễn Đắc Lộc, ATLAS đồ gá. NXB Khoa học và kĩ thuật.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"