THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY ĐỀ TÀI HỘP GIẢM TỐC LOẠI HAI CẤP ĐỒNG TRỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ PBL 3: THIẾT KẾ, GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ LẮP RÁP MÁY NHÓM 18.06A ĐỀ TÀI: HỘP GIẢM TỐC LOẠI HAI CẤP ĐỒNG TRỤC Giáo viên hướng dẫn: TS.. Thông qua việ

Tính chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

Để thiết kế chọn động cơ điện phù hợp, cần xác định các thông số tra cần thiết gồm công suất cần thiết (P_ct) và tốc độ quay của hệ thống (n_ht) mà động cơ phải cung cấp Các giá trị này đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn động cơ phù hợp giúp hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định Việc xác định chính xác công suất và tốc độ giúp tối ưu hóa hiệu năng của động cơ điện, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và tiết kiệm năng lượng.

Công suất cực đại trên trục băng tải:

1000 = 6,5 𝐾𝑤 Công suất tương đương trên trục băng tải:

Hiệu suất các bộ truyền:

Bộ truyền bánh răng trụ: 𝜂 𝑏𝑟 = 0,97

Hiệu suất toàn phần của hệ thống:

𝜂 = 𝜂 𝑜𝑙 4 𝜂 𝑏𝑟 2 𝜂 𝑥 𝜂 𝑘 = 0,9925 4 0,97 2 0,915.1 = 0,8354 Công suất cần thiết của động cơ:

Ta chọn tỉ số truyền của các bộ truyền:

Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục:𝑢 ℎ = 10

Tỉ số truyền của hệ thống:𝑢 = 𝑢 ℎ 𝑢 𝑥 = 10.2 = 20

Số vòng quay của trục máy công tác:

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

SVTH: Nguyễn Thành Lân – Lê Đình Đức Page 11

Với 𝑃 𝑐𝑡 = 7,7381𝑘𝑊 và 𝑛 𝑠𝑏 = 1123,45 𝑣𝑔/𝑝ℎ, ta chọn động cơ có công suất

𝑃 𝑐𝑡 = 10 𝑘𝑊và 𝑛 𝑠𝑏 = 1460 𝑣𝑔/𝑝ℎ Động cơ A02-52-4 phù hợp với yêu cầu thiết kế

II PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Với việc chọn động cơ có số vòng quay 𝑛 đ𝑐 = 1460 𝑣𝑔/𝑝ℎ tỉ số truyền của hệ thống là:

𝑢 = 1460 56,1723= 25,99 Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích 𝑢 𝑥 = 2

Suy ra tỉ số truyền của hộp giảm tốc:

Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng hai cấp đồng trục:

Công suất trên trục làm việc (trục dẫn của băng tải):

Công suất làm việc trên trục bị động của hộp giảm tốc:

Công suất làm việc trên trục trung gian của hộp giảm tốc:

Công suất làm việc trên trục chủ động của hộp giảm tốc:

0,97.0,9925 = 7,7225 𝐾𝑤 Công suất trên trục động cơ:

Số vòng quay trên các trục:

Moment xoắn trên các trục:

Từ những kết quả trên, ta lập được bảng thông số truyền của hệ thống:

Thông số Động cơ I II III IV

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI

Chọn loại xích

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp => Ta chọn loại xích ống con lăn (chọn sơ bộ 1 dãy xích)

Xác định số răng đĩa xích

Số răng đĩa nhỏ: 𝑍 1 = 29 − 2 𝑖 = 29 − 2 2 = 25 răng

Do đó số răng đĩa lớn: 𝑍 2 = 𝑖 𝑍 1 = 2 25 = 50 răng

Xác định bước xích p

2.3.1 Tính hệ số điều kiện sử dụng

𝐾 𝑑 = 1 - Bộ truyền làm việc êm,

𝐾 𝐴 = 1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng khoảng cách và chiều dài xích, với 𝐴 = 𝑂 1 𝑂 2 = (30 ÷ 50) 𝑝,

𝐾 𝑂 = 1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền Bộ truyền có góc nghiêng 2 tâm đĩa xích, < 60°,

𝐾 𝑑𝑐 = 1,1 - Vị trí trục được điều chỉnh trong các đĩa xích (dùng đĩa căng xích),

𝐾 𝑏 = 1,5 - Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn định kỳ),

𝐾 𝑐 = 1,45 - Bộ truyền làm việc 3 ca

- Hệ số răng đĩa dẫn

- Hệ số vòng quay đĩa dẫn

2.3.2 Công suất tính toán của bộ truyền xích

Chọn xích ống con lăn một dãy có bước xích p = 31,75 mm, diện tích bản lề xích là 262,2 mm², và tải trọng phá hỏng Q = 70.000 N đảm bảo độ bền Khối lượng của 1 mét xích là q = 3,73 kg, và hệ số N𝑁 = 17,06 nhỏ hơn giới hạn N = 20,01 kW, cho thấy xích đáp ứng điều kiện bền mỏi.

- Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện (6.9)[1] Với p = 31,75; 𝑍 1 = 25 răng, số vòng quay giới hạn của đĩa xích có thể đến 750 vg/ph > 𝑛 3 = 141,6 vg/ph.

Định khoảng cách trục A và số mắt xích X

2.4.3 Định chính xác khoảng cách trục A

=> 𝐴 = 1271,66 mm Để xích không quá căng hay có độ võng bình thường, cần giảm giảm khoảng cách trục A xuống 1 lượng: ∆𝐴 = 0,003 𝐴 ≈ 3,815 𝑚𝑚

2.4.4 Số lần va đập xích trong 1(s)

Tính đường kính vòng chia của đĩa xích

- Đĩa xích bị dẫn d 2 = p sin( π

Tính đường kính vòng đỉnh của đĩa xích

- Đĩa xích bị dẫn d a2 = p (0,5 + cotg ( π

Tính đường kính vòng chân của đĩa xích

- Đĩa xích bị dẫn d f2 = d 2 − 2 r 2 r 2 = 0,0525 d 2 + 0,05 = 0,0525 505,65 + 0,05 = 26,60 mm

Lực tác dụng lên trục của bộ truyền xích

- Momen xoắn trên trục dẫn

- Lực vòng tác dụng lên đĩa xích

=> Lực tác dụng lên trục của bộ truyền xích:

Trong đó: Bộ truyền nằm nghiêng một góc 𝜃 ≤ 40°: 𝐾 𝑥 = 1,15

Góc ngiêng của lực đối với đường nối tâm 2 trục

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Thiết kế bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng)

Hộp giảm tốc có bộ truyền bánh răng trụ 2 cấp, làm việc trong điều kiện

- Công suất nhỏ: P ct = 4,375 KW

- Không có yêu cầu đặc biệt về điều kiện làm việc, không yêu cầu kích thước nhỏ gọn

* Chọn vật liệu chế tạo bánh răng thuộc nhóm 1 (HB ≤ 350)

- Bánh răng nhỏ chọn thép 45 thường hóa, có:

HB = 220; 𝜎 𝑏𝑘 = 600 𝑁/𝑚𝑚 2 ; 𝜎 𝑐ℎ = 300 𝑁/𝑚𝑚 2 Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 60-90 mm

- Bánh răng lớn chọn thép 35 thường hóa, có:

HB = 190; 𝜎 𝑏𝑘 = 500 𝑁/𝑚𝑚 2 ; 𝜎 𝑐ℎ = 260 𝑁/𝑚𝑚 2 Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100-300 mm

3.1.2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép

• Số chu kỳ tương đương của bánh lớn

Bánh răng chịu tải trọng không thay đổi

Trong đó: n - số vòng quay trong 1 phút của bánh răng,

T - tổng số giờ làm việc của bộ truyền, u - Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng

• Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ

Do đó: cả 2 bánh răng lấy hệ số 𝐾 𝑁 = 𝐾 𝑁 ′ = 𝐾 𝑁 ′′ = 1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép trên bánh răng lớn

- Ứng suất tiếp xúc cho phép trên bánh răng nhỏ

[𝜎] 𝑡𝑥3 = 2,6 220 1 = 572 𝑁/𝑚𝑚 2 Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ nhất: [𝜎] 𝑡𝑥4 = 494 𝑁/𝑚𝑚 2

3.1.3 Xác định ứng suất uốn cho phép

- Lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng 𝐾 𝜎 = 1,8 (vì là phôi rèn, thép thường hóa), giới hạn mỏi của thép 45 là:

- Vì bánh răng quay một chiều Đối với bánh nhỏ: [𝜎] 𝑢3 = 1,5.258.1

3.1.4 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K và hệ số chiều rộng bánh răng ѱ 𝑨

- Chọn hệ số tải trọng: K = 1,3

- Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ѱ 𝐴 = 𝑏

3.1.5 Xác định sơ bộ khoảng cách trục A: Lấy 𝜃 ′ = 1,25

- Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

3.1.6 Xác định vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

=> Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9

3.1.7 Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn HB < 350 nên 𝐾 𝑡𝑡 = 1

Giả sử, ≥ 2,5𝑚 𝑠𝑖𝑛 𝑛 , với cấp chính xác 9 và vận tốc vòng < 3 m/s tra bảng 3.14[1] tìm được 𝐾 𝑑 = 1,2

• Hệ số tải trọng K được tính theo công thức: K = 𝐾 𝑡𝑡 𝐾 𝑑 = 1 1,2 = 1,2

• Vì trị số K không chênh lệch quá nhiều so với dự đoán nên khoảng cách trục

3.1.8 Xác định modun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng của bánh răng

• Số răng bánh dẫn: 𝑍 3 =2.160.cos (10°)

• Số răng bị dẫn 𝑍 4 = 𝑖 𝑍 3 = 3,2 30 = 96 răng

• Tính chính xác góc nghiêng

• Chiều rộng bánh răng lớn: 𝑏 4 = ѱ 𝐴 𝐴 = 0,3 160 = 48 𝑚𝑚

• Chiều rộng của bánh răng nhỏ: 𝑏 3 = 48 + 7 = 55 𝑚𝑚

Chiều rộng 𝑏 4 thoãn mãn điều kiện: 𝑏 4 > 2,5.2,5 sin (10°9 ′ )= 35,47 𝑚𝑚

3.1.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng

• Tính số răng tương đương của bánh nhỏ: 𝑍 𝑡𝑑3 = 30

• Tính số răng tương đương của bánh lớn: 𝑍 𝑡𝑑4 = 96

• Hệ số dạng răng của bánh nhỏ: y3 = 0,451 ; của bánh lớn: y4 = 0,517

• Kiểm tra sức bền tiếp xúc:

+ Đối với bánh răng trụ răng nghiêng: 𝜎 𝑢 = 19,1.10 6 𝐾.𝑁

N – công suất của bộ truyền,

𝜎 𝑢 – ứng suất sinh ra tại chân răng,

[𝜎 𝑢 ] – ứng suất uốn cho phép,

𝜃 ′′ – hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng (𝜃 ′′ = 1,5)

+ Đối với bánh răng nhỏ:

0,451.(2,5) 2 30.453,125.55.1,5 = 37,92 < [𝜎 𝑢3 ] = 143,33 N/𝑚𝑚 2 + Đối với bánh răng lớn:

3.1.10 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

• Ứng suất tiếp xúc cho phép

• Ứng suất uốn cho phép

• Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn, có [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡 nhỏ hơn

• Kiểm nghiệm sức bền uốn

3.1.11 Các thông số hình học chủ yếu của cặp bánh răng

3.1.12 Xác định các lực tác dụng lên trục

• Lực dọc trục: 𝑃 𝑎 = 𝑃 tan= 2900,7 tan(10°9 ′ ) = 519,31 N

Kết luận: Bộ truyền cấp chậm làm việc an toàn.

Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng)

Hộp giảm tốc có bộ truyền bánh răng trụ 2 cấp, làm việc trong điều kiện

- Công suất nhỏ: P ct = 4,375 KW

- Không có yêu cầu đặc biệt về điều kiện làm việc, không yêu cầu kích thước nhỏ gọn

* Chọn vật liệu chế tạo bánh răng thuộc nhóm 1 (HB ≤ 350)

- Bánh răng nhỏ chọn thép 45 thường hóa, có:

Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi ≤ 100 mm

- Bánh răng lớn chọn thép 35 thường hóa, có:

Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100-300 mm

3.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép

• Số chu kỳ tương đương của bánh lớn

• Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ

Do đó, cả 2 bánh răng lấy hệ số 𝐾 𝑁 = 𝐾 𝑁 ′ = 𝐾 𝑁 ′′ = 1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép trên bánh răng lớn: [𝜎] 𝑡𝑥2 = 2,6 140 1 364 𝑁/𝑚𝑚 2

- Ứng suất tiếp xúc cho phép trên bánh răng nhỏ: [𝜎] 𝑡𝑥1 = 2,6 180 1 468 𝑁/𝑚𝑚 2 Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ nhất: [𝜎] 𝑡𝑥2 = 364 𝑁/𝑚𝑚 2

3.2.3 Xác định ứng suất uốn cho phép

- Lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng 𝐾 𝜎 = 1,8 (vì là phôi rèn, thép thường hóa), giới hạn mỏi của thép 45 là:

- Vì bánh răng quay một chiều: Đối với bánh nhỏ: [𝜎] 𝑢3 = 1,5.258.1

3.2.4 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K và định khoảng cách trục A

- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K=1,3

- Định chính xác khoảng cách trục A

+ Đối với hộp giảm tốc kiểu 2 cấp đồng trục, khoảng cách trục cấp chậm cũng chính là khoảng cách trục của cấp nhanh => A = 160 mm

3.2.5 Xác định hệ số chiều rộng bánh răng: Lấy 𝜃 ′ = 1,25 Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ѱ 𝐴 ≥ ( 𝑖+1

3.2.6 Xác định vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

=> Cấp chính xác chế tạo bánh răng là 8

3.2.7 Định chính xác hệ số tải trọng K

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn HB < 350 nên 𝐾 𝑡𝑡 = 1

Giả sử, 𝑏 ≥ 2,5.𝑚 𝑠𝑖𝑛 𝑛 , với cấp chính xác 8 và vận tốc vòng 3 ÷ 8 m/s tra bảng 3.14[1] tìm được 𝐾 𝑑 = 1,4

• Hệ số tải trọng K được tính theo công thức: K = 𝐾 𝑡𝑡 𝐾 𝑑 = 1.1,4 = 1,4

• Vì trị số K không chênh lệch quá nhiều so với dự đoán nên ѱ 𝐴 = ѱ 𝐴𝑠𝑏 𝐾

3.2.8 Xác định modun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng của bánh răng

• Số răng bánh dẫn: 𝑍 1 =2.160.cos (10°)

• Số răng bị dẫn 𝑍 2 = 𝑖 𝑍 1 = 3,2 30 = 96 răng

• Tính chính xác góc nghiêng

• Chiều rộng bánh răng lớn: 𝑏 2 = ѱ 𝐴 𝐴 = 0,197.160 = 31,52

• Chiều rộng của bánh răng nhỏ: 𝑏 1 = 36 + 7 = 43 mm

Chiều rộng 𝑏 2 thoãn mãn điều kiện: 𝑏 2 > 2,5.2,5 sin (10°9 ′ )= 35,47 mm

3.2.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng

• Tính số răng tương đương của bánh nhỏ: 𝑍 𝑡𝑑1 = 40

• Tính số răng tương đương của bánh lớn: 𝑍 𝑡𝑑2 = 128

• Hệ số dạng răng của bánh nhỏ: y1 = 0,476; của bánh lớn: y2 = 0,517

• Kiểm tra sức bền tiếp xúc

+ Đối với bánh răng trụ răng nghiêng: 𝜎 𝑢 = 19,1.10 6 𝐾.𝑁

N – công suất của bộ truyền,

𝜎 𝑢 – ứng suất sinh ra tại chân răng,

[𝜎 𝑢 ] – ứng suất uốn cho phép,

𝜃 ′′ – hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng (𝜃 ′′ = 1,5)

+ Đối với bánh răng nhỏ

0,476.(2,5) 2 30.1450.43.1,5 = 17,36 < [𝜎 𝑢1 ] = 143,33 N/𝑚𝑚 2 + Đối với bánh răng lớn

3.2.10 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột Ứng suất tiếp xúc cho phép

Bánh lớn: [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡2 = 2,5 364 = 910 𝑁/𝑚𝑚 2 Ứng suất uốn cho phép

• Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn, có [𝜎] 𝑡𝑥𝑞𝑡 nhỏ hơn

• Kiểm nghiệm sức bền uốn

3.2.11 Các thông số hình học chủ yếu của cặp bánh răng

• Lực hướng tâm: 𝑃 𝑟 = 𝑃 tan (𝛼 𝑐𝑜𝑠 𝑛) = 939,35 tan (20 ° )

• Lực dọc trục: 𝑃 𝑎 = 𝑃 tan= 939,35 tan(10°9′) = 168,17 N

Kết luận: Bộ truyền cấp nhanh làm việc an toàn

Các thông số và kích thước bộ truyền

Thông số Ký hiệu Kết quả

Mô đun pháp mn , mm 2,5

Chiều rộng vành răng Bánh dẫn: b3 , mm 55

Hệ số dịch chỉnh x3 = x4 0 Đường kính vòng chia Bánh dẫn: d3 , mm 76

Bánh bị dẫn: d4 , mm 244 Đường kính đỉnh răng Bánh dẫn: da3 , mm 81

Bánh bị dẫn: da4 , mm 249 Đường kính đáy răng Bánh dẫn: df3 , mm 69,75

Bánh bị dẫn: df4 , mm 237,75

Thông số Ký hiệu Kết quả

Mô đun pháp mn , mm 2,5

Chiều rộng vành răng Bánh dẫn: b1 , mm 43

Hệ số dịch chỉnh x1 = x2 0 Đường kính vòng chia Bánh dẫn: d1 , mm 76

Bánh bị dẫn: d2 , mm 244 Đường kính đỉnh răng Bánh dẫn: da1 , mm 81

Bánh bị dẫn: da2 , mm 249 Đường kính đáy răng Bánh dẫn: df1 , mm 69,75

Bánh bị dẫn: df2 , mm 237,75

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

Chọn vật liệu

• Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45, thường hoá có giới hạn bền

• Ứng suất xoắn cho phép: [𝜏] 𝑥 = (20 ÷ 35) Mpa

Hình 4.1: Sơ đồ lực tác động vào bộ truyền

Tính sơ bộ đường kính trục

Tính đường kính sơ bộ của trục theo công thức: 𝑑 ≥ √ 𝑀 𝑥

Trong đó: d – đường kính trục (mm),

[𝜏] 𝑥 – ứng suất xoắn cho phép (N/mm 2 )

Tra bảng 14P[3], chọn chiều rộng ổ bi đỡ chặn (cỡ nhẹ) B1 = 17 mm

Tra bảng 14P[3], chọn chiều rộng ổ bi đỡ chặn (cỡ trung bình) B2 = 19 mm

Tra bảng 14P[3], chọn chiều rộng ổ bi đỡ chặn (cỡ trung bình) B3 = 23 mm

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

Hình 4.2: Sơ đồ phát họa hộp giảm tốc kiểu 2 cấp đồng trục

✓ Theo hình 4.2 kết hợp tra bảng 10.3[1], chọn các kích thước sau:

- Chiều dài mayơ bánh xích: lm33 = (1,2÷1,5).d3 = (1,2÷1,5).40 = (48÷60) mm

- Chiều dài mayơ nữa khớp nối (đối với nối trục vòng đàn hồi): lm12 = (1,4÷2,5).d1 = (1,4÷2,5).25 = (35÷62,5) mm

- Chiều dài mayơ bánh răng trụ thứ nhất trên trục I: lm13 = (1,2÷1,5).d1 = (1,2÷1,5).25 = (30÷37,5) mm

- Chiều dài mayơ bánh răng trụ thứ nhất trên trục II: lm22 = (1,2÷1,5).d2 = (1,2÷1,5).30 = (36÷45) mm

- Chiều dài mayơ bánh răng trụ thứ nhất trên trục III: lm32 = (1,2÷1,5).d3 = (1,2÷1,5).40 = (48÷60) mm

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay (bánh răng) đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay: k1 = 12 mm

- Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10 mm

- Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ: k3 = 15 mm

- Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn = 16 mm

✓ Chiều dài các đoạn trục lki của các trục tính theo bảng 10.4[1]

Tính toán trục I

Nhận xét: Tại đầu vào của trục I có khớp nối, nên cần xác định lực do khớp nối tác dụng lên trục I, tra bảng 16.10a[1], ta có:

+ Đường kính vòng tròn qua tâm chốt: D0 = 71 mm

=> Lực vòng trên khớp nối: 𝑃 𝑡 = 2.𝑀 𝑥1

71 = 1005,5 N + Do sự không đồng tâm giữa các trục được nối nên trên khớp nối xuất hiện lực hướng tâm:

- Đường kính vòng chia của bánh răng nghiêng nhỏ 1: d1 = 76 mm

Vậy, các lực tác dụng trên trục I là:

- Lực tác dụng từ khớp nối: Pk = 250 N

4.4.2 Xác định phản lực tại các gối đỡ trục

𝑅 𝐴 𝑥 = 𝑃 𝑘 + 𝑅 𝐵 𝑥 − 𝑃 1 = 250 + 625,93 − 939,35 = −63,42 N (lực có hướng ngược chiều lại hình vẽ)

4.4.3 Xác định momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm

4.4.4 Xác định đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm

• Ở tiết diện 10: (tiết diện lắp khớp nối)

=> Đường kính ở tiết diện 10 lấy bằng 20 mm

=> Đường kính ở tiết diện 11 lấy bằng 20 mm

=> Đường kính trục ở tiết diện 12 lấy bằng 24 mm

Hình 4.3: Biểu đồ momen của trục I

Tính toán trục II

4.5.1 Xác định các lực tác dụng lên trục II

- Đường kính vòng chia của bánh răng nghiêng lớn 2: d2 = 244 mm

- Đường kính vòng chia của bánh răng nghiêng nhỏ 3: d3 = 76 mm

=> R D x = −1997,54 N (có chiều ngược lại chiều của hình vẽ)

Hình 4.4: Biểu đồ momen của trục II

Tính toán trục III

4.6.1 Xác định các lực tác dụng lên trục III

- Lực tác dụng lên trục của bộ truyền xích:

- Đường kính vòng chia của bánh răng nghiêng lớn 4: d4 = 244 mm

R E x = P 4 − R F x + 𝑅 𝑋 = 2900,07 − 5659,88 + 2689,01 = −70,80 N (có chiều ngược lại chiều của hình vẽ)

• Ở tiết diện 33: (tiết diện lắp đĩa xích)

Hình 4.5: Biểu đồ momen của trục III

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

Tính chính xác trục theo CT7.5[3]: 𝑛 = 𝑛 𝜎 𝑛 𝜏

𝑛 𝜎 – hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp,

𝑛 𝜏 – hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp,

𝜎 −1 , 𝜏 −1 – giới hạn mỏi uốn và xoắn tương ứng với chu kì đối xứng

Vì trục quay nên ứng suất pháp hay uốn biến đổi theo chu kì đối xứng, nên:

Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp hoặc pháp biến đổi theo chu kì mạch động

Vật liệu chế tạo các trục là thép 45, thường hoá có giới hạn bền: b= 600 Mpa

+ Giới hạn mỏi uốn: 𝜎 −1 = 0,45. 𝑏 = 0,45.600 = 270 N/mm 2

+ Giới hạn mỏi xoắn: 𝜏 −1 ≈ 0,25. 𝑏 = 0,25.600 = 150 N/mm

Chọn hệ số ѱ 𝜎 , ѱ 𝜏 theo vật liệu, đối với thép cacbon trung bình có thể lấy ѱ 𝜎 = 0,1 và ѱ 𝜏 = 0,05

Hệ số tăng bền  = 1 (không dùng phương pháp tăng bền)

• Ở tiết diện 11: (tiết diện lắp ổ lăn)

- Tiết diện lắp ổ lăn nên momen cản uốn được tính theo CT[3]

- Tiết diện lắp ổ lăn nên momen cản xoắn được tính theo CT[3]

Tỷ lệ ứng suất tập trung do lắp chặt cấp 2 (C2) tạo ra trên bề mặt ghép là 11,36 N/mm², khi tính theo công thức 2.1570,80 = 11,36 N/mm² Áp lực sinh ra trên bề mặt ghép có độ dôi giữa trục và các chi tiết trên nó là ≥ 30 N/mm² Theo bảng 7.10[3], giá trị này phản ánh mức độ chịu lực của hệ thống lắp ghép, đảm bảo an toàn và độ bền của kết cấu khi thực hiện lắp chặt.

Hệ số an toàn cho phép [𝑛] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2,5

• Tiết diện 12: (tiết diện lắp bánh răng)

- Tiết diện có rãnh then lắp bánh răng nên momen cản uốn được tính theo CT[3]

Vì d12 = 24 mm, tra bảng 7.23[3]: + b = 6 là chiều rộng then

+ t = 3,5 là chiều sâu rãnh then trên trục

- Tiết diện có rãnh then lắp bánh răng nên momen cản xoắn được tính theo CT[3]

Ứng suất tập trung do lắp chặt kiểu cấp 2 (C2) sinh ra trên bề mặt ghép có độ dôi giữa trục và các chi tiết lớn hơn hoặc bằng 30 N/mm², với giá trị tính toán là 7,05 N/mm² theo công thức 2,2530,48 = 7,05 N/mm² Các số liệu này dựa trên tra bảng 7.10[3], giúp đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình lắp ráp các chi tiết cơ khí.

Với d21 = 30 mm, tra bảng 7.3b[3], ta có: 𝑊 = 2320 mm 3

Tra bảng 7.3b[3], ta có: 𝑊 0 = 4970 mm 3

Tập trung ứng suất do lắp chặt kiểu lắp chặt cấp 2 (C2) gây ra áp lực trên bề mặt ghép, khi độ dôi giữa trục và các chi tiết trên nó ≥ 30 N/mm² Theo tra bảng 7.10[3], giá trị ứng suất tập trung là 11,09 N/mm², tương đương với cường độ chịu lực 2.4970.

Ứng suất tập trung do lắp chặt kiểu cấp 2 (C2) gây ra trên bề mặt ghép đạt giá trị khoảng 7,67 N/mm², tương đương với lực 2.7190 theo đơn vị N/mm² Theo bảng 7.10[3], khi độ dôi giữa trục và các chi tiết trên nó lớn hơn hoặc bằng 30 N/mm², áp lực sinh ra sẽ ảnh hưởng đáng kể đến quá trình lắp chặt Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc tính toán chính xác ứng suất tập trung để đảm bảo độ bền và an toàn của các khối ghép trong thiết kế kỹ thuật.

Ứng suất tập trung do lắp chặt cấp 2 (C2) gây ra trên bề mặt ghép chủ yếu sinh ra từ quá trình lắp ráp chặt, với độ dôi giữa trục và các chi tiết ≥ 30 N/mm² Theo bảng 7.10[3], giá trị ứng suất này có thể được tính toán là 2.16740 = 10,17 N/mm², cho thấy mức độ ảnh hưởng đáng kể của lực kẹp chặt đến các bề mặt ghép trong quá trình thiết kế và lắp ráp.

• Tiết diện 32: (tiết diện lắp ổ lăn)

- Tiết diện lắp ổ lăn nên momen cản uốn được tính theo CT[3]

- Tiết diện lắp ổ lăn nên momen cản xoắn được tính theo CT[3]

Ứng suất tập trung do lắp chặt kiểu cấp 2 (C2) gây ra trên bề mặt ghép đạt giá trị 9,52 N/mm² Áp suất sinh ra trên bề mặt ghép có độ dôi giữa trục và các chi tiết trên nó đảm bảo ≥ 30 N/mm², theo bảng 7.10 [3], xác định khả năng chịu lực của các bộ phận liên kết chặt chẽ này.

Xác định then

Để cố định bánh răng, khớp nối và xích theo phương tiếp tuyến, ta sử dụng then nhằm truyền momen và chuyển động từ trục đến các bộ phận này hoặc ngược lại Then đảm bảo giữ chặt các phần cơ khí, giúp truyền lực hiệu quả và ổn định trong hệ thống truyền động Việc sử dụng then là bước quan trọng trong lắp đặt và bảo dưỡng các bộ phận truyền động, giúp đảm bảo hoạt động bền bỉ và chính xác của hệ thống.

Theo đường kính trục ta chọn được then có kích thước như sau

4.8.1 Điều kiện bền dập trên mặt cạnh làm việc của then

Tra bảng 7.20[3] với dạng lắp cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu là thép 45 thường hóa, ta có ứng suất dập cho phép: [𝜎] 𝑑 = 150 N/mm 2

4.8.2 Điều kiện bền cắt của then

𝑑.𝑏.𝑙 ≤ [𝜏] 𝑐 Tra bảng 7.21[3] với vật liệu then là thép 45, tải trọng tĩnh, ta có ứng suất cắt cho phép [𝜏] 𝑐 = 120 N/mm 2

Mx – momen xoắn cần truyền, N.mm d - đường kính trục, mm k - chiều sâu rãnh then, mm

SVTH: Nguyễn Thành Lân – Lê Đình Đức Page 42 l - chiều dài then, mm b - chiều rộng then, mm

𝜎 𝑑 , 𝜏 𝑐 - ứng suất dập và cắt thực tế, N/mm 2

[𝜎] 𝑑 , [𝜏] 𝑐 - ứng suất dập và cắt cho phép, N/mm 2

Mx1 = 35695,24 N.mm d10 = 20 mm k = 2,9 mm l = 0,8.lm12= 0,8.41 = 32,8 mm b = 6 mm

SVTH: Nguyễn Thành Lân – Lê Đình Đức Page 43 l = 0,8.lm32= 0,8.55 = 44 mm b = 10 mm

Mx3 = 340589,69 N.mm d31 = 45 mm k = 5,0 mm l = 0,8.lm32= 0,8.55 = 44 mm b = 14 mm

Chọn khớp nối

Hình 4.6: Sơ đồ nối trục đàn hồi

Momen xoắn tính Mt được xác định dựa trên công thức Mt = k × Mx, trong đó Mt là momen xoắn danh nghĩa và k là hệ số tải trọng động của máy công tác Việc tính toán chính xác momen xoắn giúp lựa chọn khớp nối phù hợp, đảm bảo hiệu quả vận hành và độ bền của hệ thống truyền động Chọn khớp nối phù hợp dựa trên giá trị Mt sẽ tối ưu hoá khả năng chịu tải và nâng cao tuổi thọ của thiết bị.

Mx – Momen xoắn danh nghĩa

- Đường kính trục ra của hộp giảm tốc: d = 60 (mm)

=> Chọn khớp nối có các thông số sau :

Tra bảng 16.10a[2], kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi được tra theo mômen xoắn

[M] c,0 (N.m) d = 20 (mm) D = 100 (mm) dm = 36 (mm) L = 104 (mm) l = 50 (mm) d1 = 40 (mm) Do = 71 (mm) Z = 6 nmax = 5700 (vg/ph) B = 4 B1 = 28 l1 = 21 (mm) D3 = 20 (mm) l2 = 20 (mm)

Bảng 16.10b[2], kích thước cơ bản của vòng đàn hồi

[M] = 63,0 (N.m) dc = 10 (mm) d1 = M8 D2 = 15 (mm) l = 42 (mm) l1 = 20 (mm) l2 = 10 (mm) l3 = 15 (mm) h = 1,5 (mm)

Nối trục được chế tạo từ gang CЧ21-40, đảm bảo độ bền và độ ổn định cao trong các ứng dụng cơ khí Chốt làm bằng thép 45 đã qua quá trình thường hóa, giúp tăng cường khả năng chịu lực và độ dẻo Vòng đàn hồi bằng cao su có khả năng chịu ứng suất dập tối đa [σ]d = 3 MPa, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu khả năng hấp thụ va đập và thoải mái trong quá trình vận hành Ứng suất uốn cho phép của chốt là [σ]u= 70 N/mm², đảm bảo an toàn khi chịu tác dụng các lực uốn của hệ thống.

Nối trục vòng đàn hồi giúp giảm va đập và bù độ lệch trục, ngăn chặn hiện tượng cộng hưởng do dao động xoắn gây ra Với cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và thay thế, loại nối này mang lại độ tin cậy cao trong quá trình vận hành Chính vì những ưu điểm này, nối trục vòng đàn hồi được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động cơ khí.

4.9.3 Kiểm nghiệm sức bền đập của vòng cao su

4.9.4 Kiểm nghiệm sức bền uốn của chốt

4.9.5 Lực khớp nối tác dụng lên trục

Trong đó: Pt là lực vòng,

Hình 1 Sơ đồ thiết kế

Vì trên các trục I, II, III có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn loại ổ bi đỡ chặn.

Chọn ổ lăn cho trục I

Với d11 = 20 mm, dự kiến chọn loại ổ bi đỡ chặn, kí hiệu 36000 với  = 16°, Cbảng 18000

5.1.2 Chọn kích thước ổ lăn theo hệ số khả năng làm việc

Trong đó: n = 1450 vg/ph., h = 32130 giờ, bằng thời gian phục vụ của hộp giảm tốc

Q = (Kv.R+m.At).Kn.Kt (CT 8.2[3])

Kt = 1 - hệ số tải trọng động (bảng 8.3[3])

Kn = 1 - hệ số nhiệt độ làm việc của ổ (dưới 100℃)

Kv = 1 - hệ số vòng quay đối với ổ bi đỡ chặn (bảng 8.5[3])

Vì là ổ đỡ chặn, dưới tác động của lực hướng tâm, trên ổ xuất hiện các lực dọc trục thành phần

Tổng hợp lực chiều trục

Như vậy, 𝐴 𝑡 ≤ 0, chỉ có ổ A (bên trái) chịu lực dọc trục, khi thay vào CT 8.7[3] lấy trị số tuyệt đối

Vì QA > QB nên ta chọn ổ cho gối đỡ A (bên trái), còn gối trục kia lấy ổ cùng loại để tiện việc chế tạo và lắp ghép

Trị số (𝑛ℎ) 0,3 chọn theo bảng 8.7[3]

Tra bảng 8.6[3], với ổ bi đỡ chặn một dãy có hệ số a = b = 0,5

Vậy, tra bảng 17P[3] chọn ổ bi đỡ chặn kí hiệu 36204 cỡ nhẹ với đường kính trong lắp trục của ổ là d = 20 mm, chiều rộng ổ B = 14 mm, đường kính ngoài của ổ D = 47 mm.

Chọn ổ lăn cho trục II

Với d2 = 25 mm, dự kiến chọn loại ổ bi đỡ chặn, kí hiệu 36000 với = 16°, Cbảng 31000

Trong đó n = 453,125 vg/ph h = 32130 giờ, bằng thời gian phục vụ của hộp giảm tốc

Q = (Kv.R+m.At).Kn.Kt (CT 8.2[3])

Như vậy, 𝐴 𝑡 ≤ 0, chỉ có ổ 1(bên trái) chịu lực dọc trục, khi thay vào CT 8.7[3] lấy trị số tuyệt đối

Vì QC < QD nên ta chọn ổ cho gối đỡ D (bên phải), còn gối trục kia lấy ổ cùng loại để tiện việc chế tạo và lắp ghép

Vậy, tra bảng 17P[3] chọn ổ bi đỡ chặn kí hiệu 36305 cỡ trung với đường kính trong lắp trục của ổ là d = 25 mm, chiều rộng ổ B = 17 mm, đường kính ngoài của ổ D = 62 mm

Chọn ổ lăn cho trục III

Với d32 = 45 mm, dự kiến chọn loại ổ bi đỡ chặn, kí hiệu 36000 với  = 16°, Cbảng 71000

Trong đó n = 141,6 vg/ph h = 32130 giờ, bằng thời gian phục vụ của hộp giảm tốc

Q = (Kv.R+m.At).Kn.Kt (CT 8.2[3])

Như vậy 𝐴 𝑡 ≤ 0, chỉ có ổ E (bên trái) chịu lực dọc trục, khi thay vào CT 8.7[3] lấy trị số tuyệt đối

Vì QE < QF nên ta chọn ổ cho gối đỡ F (bên phải), còn gối trục kia lấy ổ cùng loại để tiện việc chế tạo và lắp ghép

Vậy, tra bảng 17P[3] chọn ổ bi đỡ chặn kí hiệu 36309 cỡ trung với đường kính trong lắp trục của ổ là d = 45 mm, chiều rộng ổ B = 25 mm, đường kính ngoài của ổ D = 100 mm

Chọn kiểu lắp ổ lăn và bôi trơn

Để cố định ổ bi cũng như chọn kiểu lắp ổ trên trục và trong vỏ hộp ta có thể tham khảo các phần sau

5.4.1 Cố định trục theo phương dọc trục

Bạn có thể điều chỉnh khe hở của ổ bằng cách sử dụng tấm đệm kim loại giữa thân ổ và bắp ổ, giúp tăng độ chính xác và ổn định cho hệ thống truyền động Nắp ổ được lắp ráp với hộp bằng vít, mang lại lợi ích về dễ chế tạo và dễ lắp đặt, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi quy trình thi công nhanh chóng và tiện lợi.

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ do vận tốc truyền bánh răng thấp, không phù hợp với phương pháp bắn tóe để bôi trơn Có thể sử dụng mỡ loại T, thích hợp cho nhiệt độ làm việc từ 60℃ đến 100℃ và vận tốc dưới 1500 vòng/phút, để đảm bảo hiệu quả bôi trơn và tuổi thọ của các bộ phận.

Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu

5.4.3 Che kín ổ lăn Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ, cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất; tra bảng 8.29[3] chọn được vòng phớt,…

Hình 5.1: Kích thước vòng phớt

THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC

Tính kết cấu vỏ hộp

Vỏ hộp giảm tốc đảm nhận nhiệm vụ giữ ổn định vị trí các chi tiết và bộ phận máy, giúp truyền tải tải trọng hiệu quả từ các thành phần lắp đặt trên vỏ Nó còn chứa dầu bôi trơn, đảm bảo hoạt động trơn tru của bộ truyền động, đồng thời bảo vệ các chi tiết máy khỏi bụi bặm và các tác nhân gây hư hỏng Nhờ vào chức năng này, vỏ hộp giảm tốc góp phần nâng cao tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của máy móc.

Chỉ tiêu của hộp giảm tốc bao gồm độ cứng cao và khối lượng nhỏ, giúp đảm bảo hiệu quả hoạt động tối ưu Để sản xuất hộp giảm tốc, vật liệu đúc phổ biến nhất là gang xám GX15-32, nổi bật với đặc tính cứng cáp và khả năng chịu lực tốt Việc chọn vật liệu phù hợp như gang xám GX15-32 không chỉ giúp nâng cao độ bền mà còn giảm trọng lượng của hộp giảm tốc, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và tiết kiệm chi phí sản xuất.

Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32

Bảng 6.1: Kích thước các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc

Tên gọi Biểu thức tính toán Kết quả

Chiều cao gân h Chọn h = 40 mm 40 Độ dốc khoảng 2° 2° Đường kính

=> 𝑑 2 = 12 𝑚𝑚, chọn bulông M12 M12 Bulông ghép bích nắp và thân d3

=> 𝑑 3 = 10 𝑚𝑚, chọn bulông M10 M10 Vít ghép nắp ổ d4

=> 𝑑 4 = 8 𝑚𝑚, chọn vít M8 M8 Vít ghép nắp cửa thăm d5

Mặt bích ghép nắp và thân

Chiều dày bích thân hộp S3

Chiều dày bích nắp hộp S4

Bề rộng bích nắp hộp và thân K3

Kích thước gối trục Đường kính ngoài và tâm lỗ vít D3, D2

Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2

Chiều dày khi không có phần lồi

Chiều dày khi có phần lồi Dd, S1 và S2

Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q

Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh răng và thành trong hộp ∆

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp ∆ 1

Giữa mặt bên các bánh răng với nhau ∆ 2 ∆ 2 ≥ 𝛿 = 10 => ∆ 2 = 10 𝑚𝑚 10

=> Z = 4 Chọn sơ bộ: L = 500, B = 350 (L,B: chiều dài và rộng của hộp giảm tốc)

Một số chi tiết khác

6.2.1 Bulông vòng Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng

Với hộp giảm tốc bánh răng trụ đồng trục hai cấp có khoảng cách trục A = 160 mm, bảng 18.3b[2] ta chọn được trọng lượng của hộp giảm tốc là : M = 210 KG

Dựa vào bảng 18.3a[2], ta chọn được kích thước bulông vòng M10

Hình 6.1: Cấu tạo bulông vòng

6.2.2 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có lắp cửa thăm Dựa vào bảng 18.5[2] ta chọn kích thước của cửa thăm như sau

Hình 6.2: Kích thước của nắp cửa thăm

Khi nhiệt độ trong hộp gia tăng, nút thông hơi được sử dụng để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp Nút thông hơi lắp đặt trên nắp cửa thăm, như minh họa trong hình vẽ nắp cửa thăm Theo bảng 18.6, các kích thước của nút thông hơi được chọn phù hợp để đảm bảo hiệu quả hoạt động tối ưu của hệ thống.

Hình 6.3: Kích thước của nút thông hơi

Sau 1 thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chất, do đó phải thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ được bít kín bằng nút tháo dầu Dựa vào bảng 18.7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước như sau

SVTH: Nguyễn Thành Lân – Lê Đình Đức Page 56 d b m f L c q D S D0

Hình 6.4: Hình dạng và kích thước nút tháo dầu trụ

6.2.5 Que thăm dầu Để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu như hình vẽ

Hình 6.5: Que thăm dầu dùng trong hộp giảm tốc

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục, đảm bảo sự chính xác trong quá trình lắp ráp Lỗ trụ lắp được gia công đồng thời trên nắp và thân hộp để giữ vị trí chính xác của các bộ phận Để đảm bảo sự phù hợp của nắp và thân trong quá trình gia công cũng như khi lắp ghép, ta sử dụng 2 chốt định vị giúp giữ cố định các chi tiết, tránh biến dạng vòng ngoài của ổ khi siết bulông.

Ta dùng 2 chốt côn định vị vật liệu thép CT3

Hình dạng và kích thước của chốt tra bảng 18.4b[2]: d = 6 mm; c = 1,0 mm; l = 25 mm

Hình 6.6: Hình dạng và kích thước chốt định vị hình côn

Bôi trơn cho hộp giảm tốc

6.3.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12 m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Tra bảng 18.11[2] ta được độ nhớt 57 centistoc hoặc

8 độ engle ứng với 50 0 C, tra bảng 18.13[2], ta chọn được loại dầu tuabin 57

6.3.2 Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy nên dễ bị bụi bặm bám vào, ta chọn bôi trơn định kì bằng mỡ

Bảng 6.2: Bảng thống kê dành cho bôi trơn

Tên dầu hoặc mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu hoặc mỡ

Thời gian thay dầu hoặc mỡ

Dầu tuabin 57 Bộ truyền trong hộp

(bộ truyền bánh răng) 0,6 lít/KW 5 tháng

Mỡ T Tất cả các ổ và bộ truyền ngoài

2/3 chỗ rỗng bộ phận ổ 1 năm

Xác định và chọn kiểu lắp

Với kích thước danh nghĩa có sẵn kết hợp sách tham khảo, chúng ta có thể xác định bảng mối ghép giữa các chi tiết máy, các kiểu lắp và giới hạn sai lệch Điều này giúp đảm bảo quá trình gia công và lắp ráp chính xác, tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của máy móc Các tiêu chuẩn này còn hỗ trợ trong việc kiểm tra chất lượng và giảm thiểu lỗi kỹ thuật trong sản xuất Việc hiểu rõ về các mối ghép và giới hạn sai lệch đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và bảo trì các hệ thống cơ khí.

Bảng 6.3: Chọn kiểu lắp cho các chi tiết trong hộp giảm tốc

STT Tên mối ghép Kiểu lắp Sai lệch giới hạn của lỗ và trục (m) Ghi chú ỉ 7

1 Nối trục đàn hồi và trục I 20𝐻7

2 Vòng trong ổ lăn với trục I 20𝑘6 +15

3 Bánh răng trụ răng nghiêng

4 Vòng ngoài ổ lăn trục I lắp với thân 47𝐻7 +25

6 Trục I và vòng trong bạc chặn 20𝐹8

7 Nắp ổ và thân của trục I 47 𝐻7

10 Vòng trong ổ lăn với trục II 25𝑘6 +15

11 Vòng ngoài ổ lăn trục II lắp với thân 62𝐻7 +30

12 Then trên bánh răng 2 và trục II 8𝐸9

13 Then trên bánh răng 3 và trục II 10𝐸9

14 Trục II và vòng trong bạc chặn 25𝐹8

15 Nắp ổ và thân của trục II 62 𝐻7

17 Vòng trong ổ lăn với trục

18 Vòng ngoài ổ lăn trục III lắp với thân 100𝐻7 +35

20 Trục III và vòng trong bạc chặn 45𝐹8

21 Nắp ổ và thân trục III 100 𝐻7

22 Đĩa xích với trục III 42𝐻7

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu công nghệ CAD/CAM/CNC

1.1.1 Sự phát triển, vai trò và chức năng của CAD/CAM trong hệ thống sản xuất

Từ cuối thế kỷ XX, công nghệ CAD/CAM/CNC đã trở thành những lĩnh vực đột phá trong ngành công nghiệp, thúc đẩy quá trình thiết kế và sản xuất trở nên nhanh chóng và chính xác hơn Chu trình hình thành sản phẩm hiện đại dựa trên việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến này, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm Những đổi mới trong công nghệ CAD/CAM/CNC đã góp phần quan trọng vào sự phát triển của ngành công nghiệp hiện đại.

CAD (Computer Aided Design ) là việc sử dụng hệ thống may tính để hổ trợ xây dựng,phân tích hay tối ưu hóa

CAM (Computer Aided Manufacturing) là công nghệ sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý và điều khiển các hoạt động sản xuất Công nghệ này thúc đẩy hiệu quả sản xuất bằng cách tích hợp giao diện trực tiếp hoặc gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất CAM giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao độ chính xác và giảm thiểu lỗi trong quá trình gia công.

CNC(Computer Numerical Controlled ): điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính a) CAD:

Là khoa học nghiên cứu ứng dụng máy tính hỗ trợ trong thiết kế bao gồm:

+ Cơ sở dữ liệu, thuật toán

+ Cơ sở toán học, phương pháp toán

CAD (Computer-Aided Design) là thiết kế bằng sự hỗ trợ của phần mềm máy tính, giúp tạo ra các sản phẩm sản xuất từ những đối tượng đơn giản đến phức tạp bằng hệ thống chính xác cao Thiết kế trong CAD chủ yếu tập trung vào kỹ thuật, đảm bảo các kích thước chính xác, dung sai và các yêu cầu về vật liệu, góp phần nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong quá trình sản xuất CAD đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống phức tạp gồm nhiều bộ phận riêng lẻ, tăng tính chính xác và độ tin cậy của sản phẩm cuối cùng.

Các phần mềm CAD tốt nhất thường tích hợp với kỹ thuật máy tính CAE, giúp thiết kế kỹ thuật chính xác và phức tạp Mặc dù các phần mềm CAD chuyên nghiệp thường rất đắt tiền và đòi hỏi kỹ năng cao, nhưng những người có kiến thức vững về CAD có nhiều cơ hội nghề nghiệp trong việc thiết kế các sản phẩm kỹ thuật phức tạp phù hợp với yêu cầu công nghệ hiện đại.

+ Vẽ, in ấn (Drafting Design)

+ Mô hình hóa đối tượng (Modelling Design)

+ Kết xuất dữ liệu cho CAM,CAE b) CAM:

CAM, hay sản xuất hỗ trợ máy tính, là công nghệ sử dụng phần mềm máy tính và máy móc để tự động hóa quy trình sản xuất, tạo dữ liệu đầu vào cho các máy điều khiển số Công nghệ này kế thừa từ kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE) và thường được tích hợp cùng với thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) để tối ưu hóa quá trình thiết kế và sản xuất Các hệ thống CAM hiện đại không chỉ đáp ứng yêu cầu về vật liệu mà còn tích hợp điều khiển thời gian thực và robot để nâng cao hiệu quả sản xuất.

- Khai báo mô hình chi tiết cần gia công (dụng cụ, phương án, thông số tạo hình…)

- Khai báo thông số công nghệ

Hệ thống CAD có thể tích hợp với nhiều phần mềm và module khác nhau như quản lý dự án, hệ thống lập kế hoạch và quản lý vòng đời sản phẩm, bao gồm cả phần mềm CAM (Computer-Aided Manufacturing) Khi tích hợp với hệ thống CAD, phần mềm CAM có thể lấy dữ liệu thiết kế và thông số kỹ thuật từ CAD để chuyển đổi thành mã lập trình CNC, giúp quy trình sản xuất trở nên liền mạch hơn Trong môi trường lý tưởng, chu kỳ thiết kế đến sản xuất sẽ được thực hiện một cách dễ dàng: các nhà thiết kế tạo ra các thiết kế trong module CAD và gửi trực tiếp cho module CAM tích hợp đầy đủ, tự động chuyển đổi thành mã CNC chính xác và gửi đến máy CNC phù hợp Tuy nhiên, trong thực tế, việc tích hợp này vẫn còn nhiều thách thức và không đơn giản như mong đợi.

+ Kết xuất chương trình NC với máy điều khiển số

Giảm chất thải và tiết kiệm năng lượng là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả sản xuất Việc tăng tốc độ sản xuất giúp tối ưu quá trình và đáp ứng nhu cầu thị trường nhanh chóng Đồng thời, đảm bảo tính nhất quán của nguyên liệu và nâng cao độ chính xác của dụng cụ giúp giảm thiểu lỗi và tăng năng suất Các giải pháp này không chỉ tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường và giảm chi phí vận hành, thúc đẩy sự phát triển bền vững của doanh nghiệp.

Sử dụng các quy trình sản xuất dựa trên máy tính để tự động hóa thêm về quản

SVTH: Nguyễn Thành Lân – Lê Đình Đức Page 62 lý, theo dõi tài liệu, lập kế hoạch và vận chuyển

+ Thực hiện các công cụ nâng cao năng suất như mô phỏng và tối ưu hóa để tận dụng các kỹ năng chuyên nghiệp

+ Tùy thuộc vào giải pháp và nhà sản xuất doanh nghiệp, Cam có thể thể hiện những bất cập trong các lĩnh vực sau:

▪ Quy trình sản xuất và độ phức tạp của quá trình sử dụng

▪ Quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) và tích hợp doanh nghiệp hiện đại

▪ Máy tự động hóa quy trình

Các giải pháp CAM hiện đại có thể mở rộng và nằm trong phạm vi từ các hệ thống rời rạc đến tích hợp nhiều CAD 3D

CAM thường được liên kết chặt chẽ với CAD nhằm nâng cao năng suất sản xuất và tối ưu hóa quá trình thiết kế Sự tích hợp này giúp sắp xếp hợp lý các quy trình, tạo ra thiết kế hiệu quả hơn và thúc đẩy tự động hóa máy móc vượt trội.

1.1.2 Vai trò và chức năng của CAD trong hệ thống sản xuất tích hợp (CIM)

CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo sản phẩm bằng máy tính, giúp tự động hóa các quy trình trong thiết kế và sản xuất Việc sử dụng máy tính trong CAD/CAM mang lại hiệu quả cao, tăng độ chính xác và giảm thời gian chế tạo CAD/CAM tạo nền tảng công nghệ quan trọng, thúc đẩy quá trình tích hợp máy tính trong lĩnh vực sản xuất, mang lại lợi ích cạnh tranh cho các doanh nghiệp.

CAD(Computer Aided Design ) là việc sử dụng hệ thống may tính để hổ trợ xây dựng,phân tích hay tối ưu hóa

CAM (Computer Aided Manufacturing) là công nghệ sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý và điều khiển quá trình sản xuất một cách chính xác và hiệu quả Công nghệ này cho phép điều hành các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hoặc gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất Sử dụng CAM giúp tăng năng suất, giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa quá trình gia công, mang lại lợi ích lớn cho các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp chế tạo.

CNC(Computer Numerical Controlled ) trước đây các chương trình điều khiển

Chương trình CNC thực hiện bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin trực tiếp từ bộ nhớ, giúp khắc phục các hạn chế của phương pháp truyền thống dựa trên băng đục lỗ và điều khiển có bộ lọc Điều này giúp tiết kiệm thời gian, giảm thiểu việc viết lại chương trình, đồng thời nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quá trình gia công Nhờ những ưu điểm này, công nghệ CNC đã được áp dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp, trở thành lĩnh vực kết hợp chặt chẽ giữa máy tính và máy công cụ.

Việc ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ vào sản xuất ngày càng mạnh mẽ, góp phần nâng cao hiệu quả và năng suất lao động Hiện nay, nhiều máy công cụ truyền thống đã được thay thế bằng các máy CNC hiện đại, giúp tăng độ chính xác và giảm thiểu sai sót trong quy trình gia công Sự phát triển của công nghệ CNC đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành sản xuất, thúc đẩy sự chuyển đổi số và nâng cao cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.

CAD_CAM_CNC để tổ chức sản xuất kèm theo đó là các phần mềm ứng dụng để lập trình và điều khiển máy

Tất cả các thao tác gia công trên máy đều được thiết kế và mô phỏng bằng phần mềm chuyên dụng để đảm bảo chính xác, giảm thiểu lỗi và tối ưu quá trình sản xuất Việc sử dụng phần mềm mô phỏng giúp người vận hành dễ dàng kiểm tra và điều chỉnh các bước gia công, từ đó nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá sự phát triển của ngành công nghiệp Các sản phẩm khuôn mẫu ngày nay chủ yếu là các thiết bị cơ điện, phản ánh sự tiên tiến và đa dạng hóa trong công nghệ chế tạo Sự nâng cao kỹ thuật trong thiết kế khuôn mẫu không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm, góp phần thúc đẩy sự cạnh tranh của ngành công nghiệp trong và ngoài nước.

SVTH: Nguyễn Thành Lân – Lê Đình Đức Page 63 tử kỹ thuật cao,việc ứng dụng công nghệ thông tin vào khuôn mẫu hiện nay theo các hướng sau:

Chúng tôi tập trung hoàn thiện và phát triển phần cứng số điều khiển CNC, nhằm nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quá trình gia công Đồng thời, phần mềm điều khiển CNC được thiết kế theo hướng đơn giản, dễ lập trình và tích hợp nhiều tính năng đa dạng Giao diện người dùng linh hoạt và thân thiện giúp thuận tiện cho người vận hành, tối ưu hóa quá trình gia công và nâng cao năng suất làm việc.

−Ứng dụng hệ thống các phần mềm tích hợp CAD_CAM_CNC đang là thị trương mua bán và ứng dụng khá sôi động.Nếu không có phần mềm

CAD_CAM thì không thể thiết kế và chế tạo các khuôn mẫu phức tạp có độ chính xác cao

Tiêu đề	Thiết Kế, Gia Công Chi Tiết Và Lắp Ráp Máy Đề Tài Hộp Giảm Tốc Loại Hai Cấp Đồng Trục
Tác giả	Nguyễn Thành Lân, Lê Đình Đức
Người hướng dẫn	TS. Lê Hải Nam, TS. Phạm Anh Đức, TS. Đỗ Lê Hưng Toàn
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Kỹ thuật Cơ khí
Thể loại	Đồ án môn học
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	1,95 MB