BẢN THUYẾT MINH môn học đồ án CHI TIẾT máy hộp GIẢM tốc 2 cấp PHÂN đôi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH *KHOA CƠ KHÍ* **BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY** BẢN THUYẾT MINH MÔN HỌC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY *HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP PHÂN ĐÔI* GVHD T S NGUYỄN HỮ[.]

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH.

*KHOA CƠ KHÍ*

**B MÔN THIẾT KẾ MÁY** Ô

BẢN THUYẾT MINH MÔN HỌC: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

*HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP PHÂN ĐÔI*

GVHD : T.S NGUYỄN HỮU CHÍ SVTH : NGUYỄN QUỐC ĐẠT MSSV : 5951040016

Lớp : Cơ Điện Tử – K59

Tp Hồ Chí Minh, 2021

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Trong hoạt động kỹ thuật, thiết kế máy là một quá trình sáng tạo để tạo ra mộtloại máy mới hoặc cải tiến từ các loại máy, chi tiết đã có, đòi hỏi người thiết képhải nắm vững những kiến thức lý thuyết và biết chắt lọc từ những kinh nghiệmthực tế để có thể đưa ra phương án, phương pháp thiết kế tối ưu nhất cho ý tưởng

của mình về loại máy, chi tiết mà mình định thiết kế

Một loại máy được thiết kế, chế tạo phải đáp ứng được những yêu cầu kỹthuật, chủ yếu là: độ bền, độ cứng, khả năng chịu mỏi…, đồng thời cũng phải đảmbảo chi phí sản xuất cho sản phẩm phù hợp, tức là thoả mãn tính kinh tế Trongcông cuộc phát triển đất nước hiện nay, để có một nền sản xuất tiên tiến thì không

thể thiếu sự trợ giúp của máy móc, và hiện nay từ nền sản xuất lớn đến nền sảnxuất nhỏ hầu như đều có sự trợ giúp của máy móc, đây là quá trình tất yếu của sựphát triển Và trong quá trình khai thác, sử dụng các máy móc không tránh khỏinhững loại hỏng hóc do nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan tác động đến Dovậy, trong quá trình thiết kế, người kỹ sư phải tính toán sao cho một máy mới đượcchế tạo ra phải đạt được tính an toàn cao nhất cho máy đó Điều đó sẽ giảm bớtnhiều cho chi phí sửa chữa, thay thế các chi tiết máy hoặc phải thay thế cả máy đó

Do đó, việc thiết kế trạm dẫn động xích tải cũng phải đáp ứng được các tính kỹthuật, tính kinh tế, đảm bảo máy hoạt động đạt được hiệu suất cao nhất, sự an toàntối đa cho máy và cho người sử dụng

Thiết kế chi tiết máy là môn học đầu tiên nhằm cung cấp những kiến thức cănbản nhất cho sinh viên ngành cơ khí để thiết kế một loại máycơ khí nào đó Việc

mắc phải những lỗi, thiếu sót trong bài thiết kế này là không tránh khỏi Kínhmong các nhà giáo, và bạn đọc có những ý kiến phê bình, sự góp ý để bài thiết kế

sẽ được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Chí đã giúp đỡ, hướng dẫn đểbài thiết kế của em được hoàn chỉnh

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Trang 3

MỤC LỤC

PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

I.Tính chọn động cơ điện

a Điều kiện làm việc ban đầu

b Công suất máy công tác

c Xác định sơ bộ số vòng quay trên trục công tác

d Tải trọng tương đương

e Công suất cần thiết trên trục động cơ

f Chọn tốc độ đồng bộ của động

II Phân phối tỉ số truyền

a.Công suất trên các trục

b.Số vòng quay trên các trục

c.Mômen xoắn

PHẦN II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG I.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH:

1.Chọn vất liệu

2.Xác định ứng xuất cho phép

3.Tính toán bộ truyền cấp nhanh

4.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

5.Kiểm nghiệm răng về đồ bền uốn

6.Kiểm nghiệm răng về quá tải

7.Các thông số và kích thước bộ truyền cấp nhanh

II.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM:

1.Tính toán cấp chậm: Bộ bánh răng trụ răng nghiêng

2.Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

3.Kiểm nghiệm về độ bền uốn

5.Các thông số và kích thước của bộ truyền cấp chậm:

PHẦN III THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI I.THIẾT KẾ TRỤC:

1.Chọn vật liệu

2.Xác định sơ bộ đường kính trục

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

II.XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU DÀI CÁC ĐOẠN TRỤC

1.Trục I: Xác định thông số và kích thước trục:

2.Trục II: Xác định thông số và kích thước trục:

3.Trục III: Xác định thông số và kích thước trục:

PHẦN IV TÍNH TOÁN Ổ LĂN – THEN

Trang 4

I.Tính chọn ổ

lăn

1.Chọn ổ lăn

2.Trên trục I:

3.Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

a.Chọn ổ theo khả năng tải động

b.Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh

3.Trục II:

a.Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

b.Chọn ổ theo khả năng tải động

c.Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh

4.Trục III:

a.Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

b.Chọn ổ theo khả năng tải động

c Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh

II.Tính chọn mối then

1.Kiểm nghiệm then đối với trục I

a Kiểm tra điều kiện bền dập

b Kiểm tra độ bền cắt

2.Kiểm nghiệm then đối với trục I

3.Kiểm nghiệm then đối với trục III

PHẦN V: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ I.Thiết kế các kích thước của vỏ hộp

Kết cấu của vỏ hộp giảm tốc

II.Một số kết cấu khác

a.Bulong vòng

b.Chốt định vị

c.Cửa thăm

d.Nút thông hơi

e.Nút tháo dầu

PHẦN VI: TÍNH DUNG SAI KÍCH THƯỚC TRỤC

Trang 5

Nhận xét của giáo viên

Ngày Tháng 08 năm 2021

Trang 6

Đề 1 Phương án 1:

TÍNH TOÁN Đ NG H C H D N Đ NG C KHÍ Ộ Ọ Ệ Ẫ Ộ Ơ

I Tính chọn động cơ điện

a Điều kiện làm việc ban đầu

- Lực vòng trên băng tải: P = 350 KG = 3500 N

- Vận tốc trên băng tải: V = 1.2 (m/s)

- Tính toán công suất cần thiết:

- Hiệu suất chung: η=η x.η3ol η3br η kn

Trang 7

- Tra bảng 2.3 trang 19 (sách tính toán thiết kế cơ khí - tập 1):

Tra bảng 2.3 (T.19) ta có :

ηx = 0,92 : Hiệu suất bộ truyền xích

ηol = 0,99 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn

ηbr = 0,97 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng

ηkn = 1 : Hiệu suất nối trục

Vậy hiệu suất chung là:

Trang 8

d Tải trọng tương đương:

Trang 9

Trang 11

Tra bảng Phụ lục 1.3 trang 236 (sách tính toán dẫn động cơ khí – tập1)

Ta chọn động cơ điện 4A100L4Y3 có: Pđc = 5,5 kW, nđc = 1425 v/ph

II Phân phối tỉ số truyền

Trang 12

ut = ux.un.uc = 3,58.2,79.1,864 = 18,61

Δu=|18,64−18,61|= 0.16% ¿ 5%

18,64

Thỏa điều kiện về sai số cho phép

1.3: Tính toán các thông số trên các trục :

a Công suất trên các trục:

Trang 13

Trang 14

Công suất(kW)

Ti số truyềnu

Số vòngquay (v/p)

Ti

( N.mm )

Trang 15

Trang 16

Phần II:

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

I.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh:

Khai triển bộ truyền cấp nhanh với các số liệu :

T1 = 35251,22Nmm

Chế độ làm việc: mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ, mỗi năm làm việc 280 ngày;

tải trọng va đập nhẹ, làm việc trong 6 năm

 Tổng thời gian sử dụng : 280.2.4.6 = 13440 giờ

2.Chọn vật liệu

- Dựa vào điều kiện làm việc không đòi hỏi những yêu cầu đặc biệt, theo quan điểm nhất thống hóa và đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng nên ta chọn vật liệu để làm 2 cấp bánh răng như sau:

Theo bảng 6.1 (T.92) ta có:

Bánh răng nhỏ : Thép C45 Phương thức nhiệt luyện : Tôi cải

thiện Độ rắn : HB 241-285

Giới hạn bền : σ b = 850 MPa

Giới hạn chảy: σ ch = 580 MPa

Bánh răng lớn : Thép C45 Phương thức nhiệt luyện : Tôi cải

Trang 17

[σ H ] = (σ o

Hlim /S H ) K HL

[ σ F ] = (σ o

Flim /S F ) K FC K FL

Trong đó : + σ o Hlim và σ o Flim – lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất

uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở, tra bảng 6.2

+ S H và S F – hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc uốn, tra bảng 6.2

+ KFC =1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với bộ truyền quay một chiều

Trong đó : + c = 1 – số lần ăn khớp trong một lần quay

+ Ti – Momen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét

Suy ra : NHE1 > NHO1, do đó KHL1 = 1

Ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định:Theo công thức6.1a(trang 93,tập 1)

[σ H ]1= (σ o Hlim1 /S H )KHL1 = 5901,1.1 = 536,36 (MPa)

o Hlim2

Trang 18

[ σ H ] 2= (σ o

Hlim2 /S H ) K HL2 = 5501,1.1 = 500 (Mpa)

Với bộ truyền cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyền

cấp chậm cũng sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng, do đó:

[σ H]=[σ H ]'=

. [σ H ]2(min❑ )=625(Mpa)(thỏa điều kiện)

Số chu kì thay đổi ứng suất uốn: NFO=4.106

Theo CT6.8(T.93): N FE =60 c ∑(T T max i )mF n i t i

*mF – bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn

Trong đó : + c = 1 – số lần ăn khớp trong một lần quay

+ Ti – Momen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét

- Theo CT 6.13 và 6.14 (T.95-96), ứng suất cho phép khi quá tải:

Với bánh răng tôi cải thiện : [σ H ]max = 2,8σ ch

Trang 19

Trang 20

3.Tính toán bộ truyền cấp nhanh (BR trụ răng nghiêng)

Trang 21

Trang 22

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

- Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau :

Góc profin răng: α t= arctan (Cosβ tanα )

Do răng nghiêng không dịch chỉnh nên :

α tw = αt = arctg (cosβtgα )=arctg ( tan

Trang 23

Trang 24

Tra bảng 6.14 (T.107):

Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng: KHα = 1,16

Trong đó: Tra bảng 6.15 và 6.16 (T.107) :

υ H = δ H g 0 v √a w u

δH= 0,002: hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp

g0= 73: hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước

Trang 25

Z R

Trang 26

Theo CT6.1a (T.93) và CT6.1(T.91), ứng suất tiếp cho phép:

Ta có: σ H =427,6 ( MPa) <[σ H ]=472,58(MPa) , thoả điều kiện cho phép

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Để đảm bảo độ bền uốn, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá

Trang 27

KFβ = 1,03: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

khi tính về uốn

Tra bảng 6.14 (T.107):

Trang 28

KFα = 1,40: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồngthời ăn khớp khi tính về uốn.

δF = 0,002: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp

g0 = 73 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng bánh 1 và

nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

KxF = 1: Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn khi

da≤ 400(mm) có đó theo CT 6.1 và 6.2

[σF1] = [σF1]YRYSKxF = 267,43.1.1,052.1 = 281,33 (MPa)

[σF2] = [σF2]YRYSKxF = 246,86.1.1,052.1 = 259,7 (MPa)

σ F 1 =82,57 ( MPa) <[σ F 1 ]=281,33 ( MPa )σ F2 =76,21 ( MPa) <[ σ F2 ]=259,7 ( MPa)

Kết luận: Bộ truyền đạt độ bền uốn trong giới hạn cho phép

Trang 29

Trang 30

6 Kiểm nghiệm răng về quá tải:

K qt=T

T max = 2,2: Hệ số quá tải

Để tránh biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại σ

Hmax không được vượt quá một giá trị cho phép

Theo CT6.48 (T.110) : σ Hmax = σH √K qt ≤ [σ H ]max (MPa)

Để phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng thì ứng suất uốn

cực đại σ Fmax tại mặt lượm chân răng không được vượt quá giá trị cho phép

Theo CT6.49 (T.110) : σ Fmax =σ F K qt ≤ [σ F ]max

Trong đó:

 σ F 1max =σ F 1 K qt= 82,57.2,2 = 181,65 (MPa) ≤ [σF1 ]max =464 (MPa)

 σ F 2max =σ F 2 K qt=76,21.2,2 = 167,66 (MPa)≤ [σF2 ]max =360 (MPa)

Kết luận: Như vậy bộ truyền đạt yêu cầu về độ quá tải

[σ F ]max =0,8 σ

Trang 31

6 Các thông số và kích thước bộ truyền cấp nhanh:

Trang 32

Trang 33

III Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm

1.Tính toán cấp chậm: Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

- Đây là bộ truyền cấp chậm phân đôi, có hai bộ bánh răng làm việc hoàntoàn giống nhau, đặt song song Do đó, ta tính thông số cho một bộ truyền,

bộ còn lại cũng giống như bộ thiết kế

- Vật liệu được sử dụng để thiết kế bộ truyền cấp chậm cũng giống vật liệu dùng để thiết kế bộ truyền cấp nhanh

- Khai triển bộ truyền cấp chậm với các số liệu :

K HB=1,2 (sơ đô số 3) : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộngvành răng khi tiếp xúc

Trang 34

Trang 35

Bộ truyền cấp chậm gồm hai bộ bánh răng trụ răng nghiêng đối xứng

nhau, chọn sơ bộ β = 35o, do đó cosβ = 0,819

Từ CT6.18 ta tính được số răng bánh nhỏ:

Z1 =Chọn Z1 = 26 răng

2.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

- Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện sau :

Trong đó : α = 20o – Góc ăn khớp tiêu chuẩn

tanβb = cosαt.tanβ = Cos23,8°.tan34,4° = 0,626 => βb = 32,04°

 Z H = √2 cos β b /

sin2 α tw = √2 cos32,04

=1,51 sin 2.23,8

+ Zε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng :

Theo CT6.37(T.105), εb – Hệ số trùng khớp dọc,tính theo công thức :

εb =Trong đó: bw = ψ ba.aw2 = 0,5.120 = 60 (mm) – Chiều rộng vành răng

εa = [1,88 – 3,2(1/Z1 +1/Z2)]cosβ

εa = [1,88−3,2(261 + 731 ) ].0,825 = 1,413

Trang 36

Trang 37

+go = 73 – Hệ số ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và bánh 2.

Trang 38

+ Yβ = 1–140β o = 1 – 34,4140 = 0,754 – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

+ YF1, YF2 – Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2, phụ thuộc vào số răng tươngđương và hệ số dịch chỉnh x = 0

ZV1 =

ZV2 =

 Tra bảng 6.18(T.109) chọn : YF1 = 3,65 , YF2 =3,60

 + KF – Hệ số tải trọng khi tính về uốn

KFv là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn :

[σF1] = [σF1]YRYSKxF = 267,43.1.1,03.1 = 275,45 (MPa)

[σF2] = [σF2]YRYSKxF = 246,86.1.1,03.1 = 254,26 (MPa)

 σF1 = 65,6 (MPa) < [σF1] = 275,45 (MPa)

 σF2 = 64,7 (MPa) < [σF2] = 254,26 (MPa)

Vậy : Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng đảm bảo điều kiện cho phép

- Để tránh biến dạng hoặc dư gãy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc

cực đại σHmax không được vượt quá một giá trị cho phép :

σ Hmax = σ H

σHmax =317,43.√2,2 = 470,82 (MPa) < [σH]max = 1624 (MPa)

Trang 39

- Đồng thời đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng,ứng suất uốn cực đại σFmax tại mặt lượn chân răng không được vượt quá mộtgiá trị cho phép :

Trang 40

σFmax = σFKqt ≤

[σF]max

σF1max = σF1Kqt =65,6.2,2 = 144,32 (MPa) < [σF1]max = 464 (MPa)

σF2max = σF2Kqt =64,7.2,2 = 142,34 (MPa) < [σF2]max = 360 (MPa)

 Vậy : Bộ truyền đảm bảo điều kiện về quá tải

5.Các thông số và kích thước của bộ truyền cấp chậm:

Trang 41

Trang 42

PHẦN III THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI

- K1 : Khoảngcáchtừ mặt mút củachi tiết quay đếmthànhtrong của hộp hoặc khoảng cách

giữa các chi tiết quay K1 =10mm

- K2: Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp K2=10 mm

- K3 : Khoảng cách từ mặt mút của các chi tiết quay đến nắp ổ

- h n :Chiều cao của đắp ổ và đầu bulong h n =20 mm

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

Lấy trục 2 làm chuẩn để tính các khoảng cách của bộ

truyền: Theo bảng 10.3, chọn:

+ k 1 = 10 mm;k 3 = 15 mm

+ k 2 = 10 mm; h n = 20 mm

Trang 43

Trang 44

Tra bảng 10.4, ta có:

- Trục II:

l22 = 0,5(lm22 + b02 ) + k1 + k2 =0,5(45+21)+10+10=53

mm Với: lm22 = (1,2 ÷ 1,5)d2 = 42 ÷ 52,5 (mm) Chọn l m= l m 22=l m 23=l m 24= 45 mm

Trang 45

l m= l m 12=l m 13=l m 14= 45mm

Trang 46

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ:

* Tải trọng tác dụng lên trục

A) Trục I.

+ d w 1=43,76 mm

+ T 1=35251,22 Nmm

Trang 47

Trang 48

+ Với D0=76,3 mm : Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòngđàn hồi ( bảng 16.10) => F xD= (0,2 … 0,3) 2.35251,22/76,3

Trang 49

Trang 50

Trang 51

Với σ−1= 0,436.σ b= 0,436.850 = 370,6 MPa ( giới hạn mỏi uốn)

+ Đối với trục quay σ = 0, mà σ

Tiêu đề	Bản Thuyết Minh Môn Học: Đồ Án Chi Tiết Máy - Hộp Giảm Tốc 2 Cấp Phân Đôi
Tác giả	Nguyễn Quang Đạt
Người hướng dẫn	T.S Nguyễn Hữu Chí
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Phân Hiệu Tại Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	Bản thuyết minh
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	1,29 MB