Đồ Án Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Tính toán bộ truyền trong : II.Tính bộ truyền bánh răng côn cấp nhanh... Tính toán thông số bộ truyền răng côn cấp nhanh.. Điều kiện bôi trơn:Mức dầu bôi trơn thấp nhất tính từ tâm thỏa

LỜI NÓI ĐẦU

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong các chương trình đào tạo cho sinh viên cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở cho sinh viên về kết cấu máy.Với vai trò đặc biệt quan trọng này mà tính toán thiết kế

hệ dẫn động cơ khí đã trở thành môn đồ án thứ hai trong quá trình học tập của sinh viên cơ điện tử.

Qua quá trình thực hiện đồ án đã giúp em củng cố lại những kiến thức đã học trong các môn học cơ sở, đồng thời tích lũy được kinh nghiệm tra cứu tham khảo các tài liệu có sẵn, tạo tiền đề cho việc phát triển các kĩ năng học tập thiết kế

về sau.

MỤC LỤC

Trang.

Phần A : Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.

Chọn động cơ 3.

Phân phối tỉ số truyền 4.

Phần B : Tính toán thiết kế chi tiết máy. Thiết kế bộ truyền đai 6.

Tính bộ truyền bánh răng cơn cấp nhanh 8.

Tính bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng –cấp chậm 14.

Thiết kế trục 21.

Chọn ổ lăn 33.

Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ 37.

Bơi trơn ăn khớp 40.

Bảng dung sai lắp ghép 42.

Tài liệu tham khảo 43.

Phần A : Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.

Hiệu suất bộ truyền

đ brc brt ot ol

 usb=30.

Hệ số quá tải : T T mm

=1,4 Với các thơng số đã tính ở trên ta chọn động cơ 4A112M4Y3 cĩ:

II Phân phối tỉ số truyền.

Tỉ số truyền thực của bộ truyền u=

Chọn phân tỉ số truyền hộp giảm tốc côn trụ theo khả năng bôi trơn:

K K K

K

be be

Theo đồ thị 3.21-[I] với uh=11.8 ta tìm được u1=3,3  u2=3.6 (=uh/u1).

III Tính toán các thông số

P3=

k ot ct

T’

đc=9,55.106.(Pđc/n)=9,55.106.(5, 45

Phần B : Tính toán thiết kế chi tiết máy.

I.Truyền động đai hình thang

Số vòng quay bánh đai nhỏ n=1425 v/ph

Theo hình 4.1-[I] chọn đai thang thường tiết diện Б hoặc A

Tính toán thông số đai Б:

4

.180.14251000.60 6.10

Tính toán bộ truyền trong :

II.Tính bộ truyền bánh răng côn cấp nhanh.

lim

o F

K S

[F]= 0lim FC

F FL

F

K K S

3 Tính toán thông số bộ truyền răng côn cấp nhanh.

a Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức.

 hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại răng

be be

K u K

 =0, 25.3,342 0, 25

Trục bánh răng côn lắp trên ổ bi (sơ đồ I) HB<350 tra được hế số phân bố không

z

z =106

Góc côn chia :

Hệ số tải trọng động :

H H H





=2% Nên không phải chọn lại vật liệu.

d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

1

F

 =2.T1.Kf.Y Y Y . F1/(0,85.b.mtm.dm1)

m

u d u

Như vậy độ bền uốn được bảo đảm.

e) Kiểm nghiệm về độ bền quá tải.

δ Hmax=δ H.Kqt1/2=448,1.1,81/2=601,2 Mpa

 δ Hmax<[δ H]max=1260 Mpa.

δ F1max=δ F1.Kqt=91,47.1,8=164,6<[δ F1]max=464 Mpa.

δ F2max=δ F2.Kqt=94,06.1,8=169,308<[δ F2]max=360 Mpa.

Kết luận:

Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng côn:

lim

o F

K S

Tương tự NFE2=NFE1/u=6,8.107>NFO2  KFL2=1.

[F]= 0lim FC

F FL

F

K K S



H ba

T K u

Do đó ZH= b

w

2 os sin 2 t

2

422,6415,77

F

 =2.T1.KF.Y Y Y . F1/(bw.m.dm1)

ra KHα=1,37

1

m

u d u

Thay các giá trị vừa tính được vào ta có:

=60,95 Mpa<[σF1]

δ F2=δ F2.3,72/3,60=58,986 Mpa<[σF2] Như vậy độ bền uốn được bảo đảm.

e) Kiểm nghiệm về độ bền quá tải.

δ H1max=δ H.Kqt1/2=415,77.1,41/2=491,9 Mpa

 δ Hmax<[δ H]max=1260 Mpa.

δ F1max=δ F1.Kqt1/2=60,82.1,41/2=71,9<[δ F1]max=320 Mpa.

δ F2max=δ F2.Kqt1/2=58,86.1,41/2=69,6<[δ F2]max=272 Mpa.

Độ bền quá tải được thỏa mãn.

Kết luận:

Các thông số và kích thước bộ truyền

Điều kiện bôi trơn:

Mức dầu bôi trơn thấp nhất tính từ tâm thỏa mãn điều kiện ngập hết bề rộng bánh răng côn được tính như sau:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC:

1 Sơ đồ đặt lực chung:

Sơ

đồ

tính khoảng cách:

2 Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có  b 600 MPa,

ứng suất xoắn cho phép [ ]=15 25 MPa  

+ Bánh răng trụ: lm22  (1,21,5)d2 = 5467,5 = 68 mm

lm31  (1,21,5)d3 = 7897.5 = 80 mm+ Khớp nối đàn hồi: lm32  (1,42,5)d3 = 91162.5 = 130 mm

=18+15+1/2(130+31)=114 mm

5 Xác định trị số và chiều các lực của chi tiết quay tác dụng lên trục:

Chiều của các lực như hình vẽ trên sơ đồ đặt lực chung trong phần IV.1

trục:

 = 0 Fyđl12 – Fy11l11 + Fr11l13 – Fa11dm1/2 = 0

 Fy10 – Fy11 = Fyđ – Fr11 = 198,1 – 870 = - 672 N

Fy11 = (Fyđl12 + Fr11l13 – Fa11.dm1/2)/l11 =

= (198,1.69+870.155-260.42)/100 = 1376 N

 Fy11 = 1376 N ; Fx11 = 3629 N

F = 2048 N ; F = -192 N : có chiều ngược chiều đã chọn

Trục II :

Trục III :

M  M (chỉ xét uốn) :

+ Với các trục được gia công tiện, tại các tiết diện nguy hiểm cần đạt Ra = 2,5…0,63  m; tra bảng 10.8 [1]

197 ta được hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt: Kx = 1,06 (với

+ Bảng 10.11 [1]

198 , với  b 600 MPa và dj ta tra được trị số của tỉ số K /  và K / 

đối với bề mặt trục lắp có độ dôi (lắp căng); từ đó lấy max trong các tỉ số K /  để tính Kd,

/

K  để tính Kd

- Kết quả ghi trong bảng sau:

Tiết d K /  do: K /  do:

diện (mm) rãnh

then

Lắpcăng

rãnhthen

lắpcăng Kd Kd s s s

s, tính theo CT10.20; 10.21 [1]

195  s theo CT10.19 [1]

195

- Kết quả trong bảng cho thấy tại các tiết diện nguy hiểm đảm bảo an toàn về mỏi

10 Tính kiểm nghiệm độ bền của then:

Với các mối ghép dùng then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập và độ bền cắt theo CT 9.1 [1]

173 và CT9.2 [1]

Với lt = (0,8…0,9)lm ; lm: chiều dài mayơ

Ta chọn sơ bộ ổ đũa côn cho trục I : Cỡ nhẹ, kí hiệu 7207, d = 35 , D = 72 , B = 17 , T = 18,25 ,

tg = 1,625

Q L L

 Khả năng tải động của ổ lăn trên trục I được đảm bảo

b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ đũa côn:

Fr0 = 3525,52  4042  3548 N

Fr1 = 5016,52 24492  5582N

Q L L

b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ đũa côn:

3 Trục III :

Chọn ổ bi đỡ chặn, vì 1886

0,63 0,3 2993

a r

VI – Kết cấu vỏ hộp và chi tiết phụ :

Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, chọn vật liệu phổ biến nhất hay đúc là gang xám, kí hiệu GX 15-32 Chọn bê mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.Theo bảng 18.1

+ Khi không có phần lồi: S1 = (1,31,5)d1 = 2630 = 28 mm

+ Khi có phần lồi: Dd = xác định theo đường kính dao khoét

S1  (1,41,7)d1 = 2834 = 30 mm

S2 (11,1)d1 = 2022 = 20 mm

- Bề rộng mặt đế hộp: K1 = 3d1 = 60 mm

q  K1 2   60 2.10 80mm  

7 Khe hở giữa các chi tiết:

- Giữa bánh răng với thành trong hộp:    (1 1,2)   10 12  = 12 mm

- Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp:  1 (3 5)    30 50  = 40 mm; (tùy HGT & chất lượng dầu bôi trơn trong hộp)

- Giữa mặt bên các bánh răng với nhau:     10 mm

Trọng lượng nâng được : 550(a); 500(b); 250(c).

5- Chốt định vị :

6- Que thăm dầu :

VII – Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp :

– Điều chỉnh ăn khớp trong các bộ truyền :Chọn chiều rộng bánh răng trụ nhỏ giảm 10% so với chiều rộng bánh răng lớn

– Bôi trơn các bộ truyền trong hộp :

Chọn độ nhớt của dầu ở 500C(1000C) để bôi trơn bánh răng : Bảng 18.11

[2]

100

Với thép 45 tôi cải thiện như ta đã chọn, có vận tốc vòng là 1,986 và 0,585 m/s (lần lượt là bánh răng của bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm), tức là thuộc khoảng [0,5-2,5], ta dùng chung một loại dầu đặt chung trong HGT nên ta có thể chọn theo bảng với thép b= 470-1000 MPa, độ nhớt Centistoc là 160(20) (hay độ nhớt Engle là 16(3))

Tiếp tục tra bảng 18.13

[2]

101 , với độ nhớt đã chọn, ta tìm được loại dầu bôi trơn bánh răng: Dầu

máy bay MC – 20, với các độ nhớt ở 500C(1000C) là 157(20) Centistoc

– Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kĩ thuật nó sẽ không bị mài mòn, bởi vì chất bôi trơn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau Ma sát trong ổ sẽ giảm, khả năng chống mài mòn của ổ tăng lên, khả năng thoát nhiệt tốt hơn, bảo vệ bề mặt không

bị han gỉ, đồng thời giảm được tiếng ồn

Về nguyên tắc, tất cả các ổ lăn đều được bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ; chât bôi trơn được chọn dựa trên nhiệt độ làm việc và số vòng quay của vòng ổ

So với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn, đồng thời khả năng bảo vệ ổ tránh tácđộng của tạp chất và độ ẩm Mỡ có thể dùng cho ổ làm việc lâu dài (khoảng 1 năm), độ nhớt ít bịthay đổi khi nhiệt độ thay đổi nhiều Dầu bôi trơn được khuyến khích áp dụng khi số vòng quay lớn hoặc nhiệt độ làm việc cao, khi cần tỏa nhiệt nhanh hoặc khi các chi tiết khác trong máy được bôi trơn bằng dầu Số vòng quay tới hạn cho từng loại ổ bôi trơn bằng mỡ hay bằng dầu được ghi trong các catalô của ổ lăn

Vì thế ta chọn bôi trơn ổ lăn bằng mỡ, theo bảng 15.15

Về lượng mỡ tra vào ổ lăn lần đầu : G = 0,005DB (CT tr.46[2])

G   g(ổ lăn trên trục III)

VIII – Bảng kê các kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép :

Kiểu lắp ghép: Ta chọn kiểu lắp ghép chung là H7/k6 (dùng cho mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, tháo không thuận tiện hoặc có thể gây hư hại các chi tiết được ghép; khả năng định tâm của mối ghép cao hơn khi đảm bảo chiều dài mayơ l ≥ (1,2 1,5)d (d - đường kính trục),chẳng hạn lắp bánh răng, vòng trong ổ lăn, đĩa xích lên trục, lắp cốc lót, tang quay; các chi tiết cần đề phòng quay và di trượt), một số kiểu lắp khác phải dùng kiểu lắp lỏng D8/k6 (ví dụ bạc lót với trục)

Bảng kê các kiểu lắp ghép tra theo bảng 5

[3]

30 cho H7,

5 [3]

31 cho D8,

4 [3]

27 cho d11,4

Dungsai

Kiểulắp

Dungsai

+300+21+2

30

6

7

k H

+210

50

6

7

k H

+300

65

6

7

k H

+300+15

+2

+21+2

+21+2

Vòng chắn mỡ – trục

30 86

D k

+98+65

45 86

D k

+119+80

60 86

D k

+146+100+15

Nắp ổ – vỏ hộp

72 711

H d

+300

85 711

H d

+350

100 7

11

H d

+350-100

-290

-120-340

-120-340Cốc lót – Vỏ hộp

92 76

H k

+350+25+3

86

D k

+146+100+21+2