Đồ án Chi Tiết Máy Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Bánh răng côn. Có BẢN VẼ

Đồ án chi tiết máy Đại học bách khoa Hà Nội. CÓ file bản vẽ mẫu chất lượng cao. Đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng. Có bản vẽ mẫu kèm theo. Bản vẽ chất lượng cao. Tải bản thuyết minh về có kèm bản vẽ luôn. Thuận lợi cho các em tham khảo học tập. Thân ái. có thắc mắc xin để lại phản hồi cho anh

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Thông số đầu vào : 1 Lực kéo băng tải F = 520 N

1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1.1 Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ

ct yc

c

P P





Trong đó P ct : Công suất trên một trục công tác

Pyc : Công suất trên trục động cơ

c: Hiệu suất chung của toàn hệ thống

Hiệu suất của một cặp ổ lăn : ol= 0,99

Hiệu suất của bộ đai : η d=¿0,95

Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : η br=¿0,97

Hiệu suất của khớp nối:  kn 0,99

Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :

ct yc

0,78P

1.1.3 Chọn động cơ

Từ Pyc = 0,88 kW & ndc =1000 v/ph

Tra bảng phụ lục 1.3 

238

P I

ta có động cơ điện :Kí hiệu

P ndc Tmax / Tdc Tmin / Tdc mdc ddc

1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống

Theo tính toán ở trên ta có:

dc ch

ct

n u

n

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ

Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong- bộ truyền bánh răng côn : ubr

= 4Vậy tỉ số truyền của bộ truyền ngoài – bộ truyền đai là:

14, 43

3, 61 4

Theo tính toán ở trên ta có: ndc = 940 (v/ph)

Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là: ud =3,61

940

260,38( / ) 3,61

dc I

I II

Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 0,78 (KW)

Công suất trên trục II là :

0,78

0,796 W

ct II

1.3.3 Mômen xoắn trên các trục

Mômen xoắn trên trục I là :

6 II 6 II

1 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

1.1.1 Tính toán thiế t kế bộ truyền đai thang:

Thông số yêu cầu:

Công suất trên trục chủ động: P1= Pdc= 0,88( KW)

Mô men xoắn trên trục chủ động: T1=Tdc=8940 (N.mm)

Số vòng quay trên trục chủ động: n I=n dc=940(v / ph)

Tỉ số truyền bộ truyền đai: u= ud= 3,61

Góc nghiêng bộ truyền ngoài: β=@= 0

1.1.2 .Chọn loại đai và tiết diện đai

Theo bảng 4.1[1] chọn tiết diện đai A với công suất P1= Pdc= 0,88( KW)

1.1.3 Chọn đường kính hai bánh đai

Theo bảng 4.13[1] chọn đường kính bánh đai nhỏ :

Theo bảng 4.14[1] chọn sơ bộ khoảng cách trục a d 2 500mm

Theo công thức 4.4[1] : Chiều dài đai :

Theo bảng 4.13[1] chọn chiều dài đai tiêu chuẩn : L2100mm

Số vòng chạy của đai trong1 s 

Lấy z 1 đai.

Chiều rộng bánh đai :

Theo 4.17 và bảng 4.21[1] : B (z 1).t 2e (1 1).12 2.8 16     mm

Chọn chiều rộng bánh đai theo tiêu chuẩn có : B25mm

Dường kính ngoài của bánh đai: d a1 d 2h0 140 2.2,5 145  mm

d a2 d 2h0 500 2.2,5 505mm

2.1.6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

theo 4.19[1] lực căng ban đầu :

1 0

2,90 1436,89.0,89.1

d v

v C

P K

N z

2 .sin( / 2) 2.143.1.sin(140, 24 / 2) 269

r

Thông số Ký hiệu Giá trị

Lực căng ban đầu F0 143 (N)

2.2.1 Thông số đầu vào:

 Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện

0 lim

Y Y K K S

2 70 1,8

H

F

HB HB

lim1 1

2 70 2.245 70 560( ) 1,8 1,8.245 441( )

Bánh bị động:

0 lim 2 2 0

lim 2 2

2 70 2.230 70 530( ) 1,8 1,8.230 414( )

H

F

H m HL

HE

F m FL

F

N K

N N K

8

7

260,384

Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1

NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1

NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1

NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1

Do vậy ta có:

0 lim1

1 0 lim 2

2 0 lim1

1 0 lim 2

1,1441

1,75414

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải và Úng suất uốn cho phép khi quá tải là:

Với thép C45 tôi cải thiện , HB350

MPa MPa

2.2.4 Xác định chiều dài côn ngoài

Theo công thức (6.15a):

1 2

 T1 - là mômen xoắn trên trục chủ động T1 T I 30442 (N.mm)

 [σH] - ứng suất tiếp xúc cho phép; [σH] = 482( MPa)

 K R  0,5.K d- hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng và loại bánh răng: Đốivới bánh răng côn răng thẳng làm bằng thép có: K d 100MPA1 3

R

 

- Hệ số chiều rộng vành răng : chọn sơ bộ: K  be 0,25

 KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng

6.21[1]

Theo CT6.55[1] ta có:

1 1

50,6

1,9825,6

m tm sb

d m z

tm te

be

m

Chọn m te theo tiêu chuẩn trong bảng 6.8[1], ta chọn m te 2, 25

Tính lại giá trị của mtm và z1 :

Theo CT 6.56[1] ta có : m tm m te.(1 0,5.K ) 2, 25.(1 0,5.0, 25) 1,97 be   

Theo CT 6.55[1] ta có :

1 1

50,6

25,561,98

m tm

d z m

1Z

002

2.2.6 Xác định một số thông số bộ truyền bánh răng côn :

Đường kính trung bình:

be e

1.1.1 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

2 1

2 1

Bảng 6.5-T96: ZM= 274[MPa]1/3.

ZH –hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc tra bảng

6.12[1]

106

B

Với x1+x2=0 và răng thẳng0

b m

- K Hvhệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, được tra theo bảng

Với [H] 482 MPa như đã tính ở mục 2.2.2

- Z R hệ số xét đến độ nhám của mặt răng, với CCX=9 độ nhám gia công

Vậy ứng suất tiếp xúc chính xác là :

Do vậy bánh răng đảm bảo điều kiện bền về uốn.

2.2.10 Các thông số hình học của cặp bánh răng:

- Đường kính vòng chia :

- chiều cao răng ngoài h e2, 2.m te 2, 2.2, 25 4,95( mm)

-chiều cao đầu răng ngoài :

2.2.11 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:

Môdun vòng ngoài m te(mm) 2,25

Chiều cao răng ngoài h e(mm) he = 4,95

Chiều cao đầu răng ngoài h ea(mm) h hae1 = 3,105(mm)

ae2 = 1,395 (mm)Chiều cao chân răng ngoài h fe1(mm)/h fe2(mm) 1,845(mm) /3,555(mm)

Đường kính đỉnh răng ngoài

1

ea

d (mm) 62,27 (mm) 2

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:

Ta chọn khớp theo điều kiện:

cf

t kn cf

T d



mm

Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:

k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy Tra bảng

 

16.1

258

B

với: T kn cf 250( )N m ta được:

1 3

1.1.2 Lực tác dụng lên trục

Ta có:F kn (0,1 0,3) F t; lấy F kn 0, 2F t trong đó:

2224( )105

t o

1.1.3 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:

Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được cf

b Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng:

Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai: F  d 269 (N)

Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 445 (N)

Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng:

F a1 F a2 F t1.tan os c 2 1203.tan 20 os75,96 106( )c  N

1.2.3 Xác định sơ bộ đường kính trục

3 1

0, 2

I sb

T d





, trong đó:

TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI =30442(N.mm)

[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc ta chọn [τ] = 15 (MPa)

0, 2

II sb

T d





TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII =116780 (N.mm)

[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc ta chọn [τ] = 30 (MPa)

3 2

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

a Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục

Tra bảng  

10.21189

B

với:

1 2

Fy11 n

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

Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng  

10.3 1 189

B

-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng cách

giữa các chi tiết quay: k1=10 mm;

-Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=15 mm;

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

-Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20mm

Giả sử có bánh răng trụ trên trục II:

Chiều dài mayơ :

Từ hệ phương trình cân bằng lực:

0 0

23 2 23 23 21 21

20 21 23

01

21

20 23 21

23 23 23 2 21

21

20 21 23

600190

1.3.1 Tính momen tương đương:

Mômen uốn tổng và mômen tương đương MjMtđj ứng với các tiết diện j đươc tính theo công thức:

1.3.2 : Tính đường kính các đoạn trục theo momen tương đương:

Ta có công thức tính như sau:

3

0,1.[ ]

tdi i

M d





với [ σ ] =63N/mm2 tra bảng 10.5/195 theo vật liệu chế tạo trục   b 600MPa

-Tại tiết diện lắp khớp nối:

Tại tiết diện lắp ổ lăn : d20 d2130 mm

Tai tiết diện lắp khớp nối: d22 26mm

Tại tiết diện lắp bánh răng côn: d23 35 mm

1.4 Tính chọn then cho trục II.

1.4.1 Chọn then

Trên trục II then được lắp tại khớp nối (vị trí 2- 2):

Tra bảng 9.1aTr173[1] với: d22 26mm ta chọn then bằng có: 1

874

b h t

b h t

Lấy chiều dài then: l  t (0,8 0,9).lm

+ Then lắp trên trục II tại vị trí lắp khớp nối (vị trí 2-2)

⇒ Then tại vị trí này thỏa mãn điều kiện bền dập và cắt

 Kiểm tra độ bền then tại vị trí bánh răng côn (vị trí 2-3)

⇒ Then tại vị trí này thỏa mãn điều kiện bền dập và cắt

+ Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Từ biểu đồ momen,ta thấy các tiết diện chịu momen lớn cần kiểm nghiệm độ bền mỏi là: Vị trí lắp bánh răng côn 2-3, vị trí lắp ổ lăn 2-0, 2-1

1 σj

σdj aj σ mj

σs





(CT 10.20Tr195[1])

1 τj

τdj aj τ mj

τs





(CT 10.21Tr195[1])

 Với σ−1, τ−1 là giới hạn mỏi và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng:

+ K σ , K τ – Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi chịu uốn và xoắn:

Tra bảng 10.12Tr199[1] với σb 600 Mpa , ta được Kσ 1,76 , Kτ 1,54 , vì đây là trục córãnh then

+ ε σ , ε τ – Hệ số kể đến của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi:

Tra bảng 10.10Tr198[1]

Với

σ 20

Tại tiết diện 2-3:

lắp bánh răng có đường kính d23 35mm

σ

x σ

τd23

y

1,K

 2  2

23 023

02 2

Tại tiết diện 2-3 lắp bánh răng côn thỏa mãn điều kiện bền mỏi

 Tại tiết diện 2-0:

vị trí lắp ổ lăn có: d 20 30 mm

σ x σ

20 0

max m20 a 20

020 2

⇒ Tại tiết diện 2-0 và 2-1 lắp ổ lăn thỏa mãn điều kiện bền mỏi

Fs21

Thông số đầu vào:

 Cần đảo chiều khớp nối và tính lại xem trường hợp nào ổ chịu lực lớn hơn thì tính cho trường hợp đó

 Đường kính đoạn trục lắp ổ: d d 20d2130 mm

 Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên 2 ổ:

r20 x20 y20

F  F  F  158  529  552 N

- Tại vị trí ổ lăn 2-1:  

r21 x21 y21

F  F  F  600  104  609 N

 Ta có lực dọc trục ngoài (lực dọc tác dụng lên bánh răng côn):Fat Fa2 106 N

 Do có lực dọc trục (do bánh răng côn sinh ra) và nhằm đảm bảo cứng, vững nên ta chọn ổlăn là loại ổ đũa côn

 Chọn loại ổ lăn sơ bộ là ổ đỡ lăn cỡ trung tra bảng P2.11Tr262[1] ta có:

1.6.2 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn

 Khả năng tải động C d được tính theo công thức: 11.1Tr213[1]

m d

C Q L Trong đó:

- m – bậc của đường cong mỏi: m = 10/3 (ổ đũa)

V – hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay: V = 1

k t−¿ Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ kt 1 , với nhiệt độ =105 C0

k d – Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tải trọng va đập êm , hộp giảm tốc công suất nhỏ:d

 Lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 2-0 là:Fa20 Max F ; Fa 20 s20 Max 288;165  288N

 Lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 2-1 là:Fa21 Max F ; Fa21 s21 Max 59;182  182 N

 X – hệ số tải trọng hướng tâm

 Ta thấy Q21Q20 nên ta chỉ cần kiểm nghiệm cho ổ lăn: 2-0

⇒ 2 ổ lăn thỏa mãn khả năng tải động

1.6.3 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ lăn

 Tra bảng B11.6Tr221[1] cho ổ đũa côn 1 dãy ta được:

0 0

Từ sơ đồ bố trí trục I và đường kính sơ bộ tính toán: dsbI 25 mm

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

Vị trí số 1-2 : Lắp bánh đai  d12 22 mm

Vị trí số 1-0 và số 1-1 lắp ổ đũa côn  d10 d1125mm

Vị trí số 1-3 lắp bánh răng côn  d13  22mm

Kết cấu, kích thước đường kính và chiều dài các đoạn trục thể hiện trên hình sau:

Trên trục có 2 vị trí then để truyền momen xoắn

 Then lắp trên trục vị trí lắp bánh răng côn: d13 20 mm

Chọn then bằng, tra bảng B9.1aTr173[1] ta được: 1

 Then lắp trên trục vị trí lắp bánh đai: d12 20 mm

Chọn then bằng, tra bảng B9.1aTr173[1] ta được: 1

 Đường kính đoạn trục lắp ổ: d d 10 d1125mm

 Chọn ổ đũa côn cỡ trung

Tra bảng P2.11Tr262[1] với d 25mm ta được:

+ Ổ lăn: Các thông số hình học của ổ đũa côn

20,9Trụ

 Thành phần bao gồm: thành hộp, gân, mặt bích, gối đỡ…

 Chi tiết cơ bản: độ cứng cao, khối lượng nhỏ

- Bề mặt lắp ghép song song với trục đế

b Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp

 Dựa vào bảng 18.1Tr85[2] ta có bảng các kích thước cơ bản của vỏ hộp :

Tên gọi Biểu thức tính toán Giá trị

Tên chi tiết: Bu lông vòng

 Chức năng: để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, khi lắp ghép…)trên nắp và thân thường lắp them bu lông vòng

 Vật liệu: thép 20

 Số lượng: 2 chiếc

Tra bảng B18.3bTr89[2] với R e=115,96 mm ta được trọng lượng hộp Q=53 Kg

 Thông số bu lông vòng tra bảng B18.3aTr89[2] ta được:

Tên chi tiết: Chốt định vị

 Chức năng: nhờ có chốt định vị, khi xiết bu lông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ (do sai lệch vị trí tương đối của nắp và thân) do đó loại trừ được các nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng

Tên chi tiết: cửa thăm

 Chức năng: để kiểm tra quan sát các chi tiết trong hộp khi lắp ghép và để đồ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp, trên nắp cónút thông hơi

 Thông số kích thước: tra bảng 18.5Tr93[2] ta được

A B A1 B1 C C1 K R Vít Số

lượn g

2

4

2.2.4 Nút thông hơi

Tên chi tiết: nút thông hơi

 Chức năng: khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp người ta dung nút thông hơi

 Thông số kích thước: tra bảng 18.6Tr93[2] ta được

2.2.5 Nút tháo dầu

Tên chi tiết: nút tháo dầu

 Chức năng: sau 1 thời gian làm việc dầu bôi trơn có chứa trong hộp bị bẩn (do bụi bẩn hoặc hại mài…) hoặc dầu bị biến chất Do đó cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ này bị bít kín bằng nút tháo dầu

 Thông số kích thước (số lượng 1 chiếc): tra bảng 18.7Tr93[2] ta được

d b m f L c q D S D0

2.2.6 Kiểm tra mức dầu

Tên chi tiết: que thăm dầu

 Que thăm dầu:

Chức năng que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bôi trơn tronghộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt khi máy làm việc 3 ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngoài

2.2.8 Chi tiết vòng chắn dầu

 Chức năng: vòng chắn dầu quay cùng với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu trong hộp, không cho dầu thoát ra ngoài

 Thông số kích thước vòng chắn dầu

a=6 ÷ 9 (mm) , t=2÷ 3 (mm) , b=2÷ 5(mm)(lấy bằng gờ trục)

2.2.9 Ổ lăn

 Chi tiết: ổ đũa côn

 Chức năng: đỡ trục và các chi tiết trên trục và chịu lực dọc trục làm cho trục quay ổn định và cứng vững

 Vật liệu: thép ổ lăn

 Thông số kích thước:

 Tên chi tiết: cốc lót

 Chức năng: dùng để đỡ ổ lăn tạo thuận lợi cho việc lắp ghép và điểu chỉnh bộ phận ổ cũng như điều chỉnh ăn khớp của bánh răng côn

 Vật liệu: gang xám GX15÷32

Chọn chiều dày cốc lót:δ=8 mm

Chiều dày vai và bích cốc lót:δ1=δ2=δ=8 (mm)

3 LẮP GHÉP, BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI

Lắp vòng trong của ổ lên trục theo hệ thống lỗ cơ bản và lắp vòng ngoài vào vỏ theo

Để truyền momen xoắn từ trục lên bánh răng và ngược lại, ta chọn sử dụng then bằng.Mối ghép then thường không được lắp lẫn hoàn toàn do rãnh then trên trục thường được phay thường thiếu chính xác Để khắc phục cần cạo then theo rãnh then để lắp.Lắp bánh răng lên trục theo kiểu lắp chặt:

∅ H 7

k 6

Tra bảng B20.6Tr125[2] với tiết diện then trên các trục ta được

Sai lệch giới hạn của chiều rộng then:

{Trục II :b ×h=10 ×8 chọn : Js9 (± 0,018) Trục I :b × h=6 × 6 chọn :Js 9 (± 0,018 )

Sai lệch chiều sâu rãnh then:

{Trục I :t=3,5 mm ⇒ N max=+0,2 mm

Trục II :t=5,0 mm ⇒ N max=+0,2 mm

Bôi trơn trong hộp

Theo cách dẫn dầu bôi trơn đến các chi tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu

và bôi trơn lưu thông, do các bánh răng trong hộp giảm tốc đều có vận tốc

v=0,98 (m/s )<12(m/ s) nên ta bôi trơn bánh răng trong hộp bằng phương pháp ngâm dầu

Với vận tốc vòng của bánh răng côn v=0,98 (m/s ) tra bảng 18.11Tr100[2], ta được độ nhớt để bôi trơn là:

160(20)

16(3) Centistocứng với nhiệt độ 50℃

Theo bảng 18.13Tr101[2] ta chọn được loại dầu AK-20

Bôi trơn ngoài hộp

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị nào che đậy nên dễ bị bám bụi do đó bộ truyền ngoài ta thường bôi trơn định kỳ

Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kỹ thuật, nó sẽ không bị mài mòn, ma sát trong ổ sẽ giảm, giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau, điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và tránh được tiếng ồn

Thông thường các ổ lăn đều có thể bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ, nhưng trong thực tế thìngười ta thường bôi mỡ vì so với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn, đồngthời có khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm Ngoài ra mỡ được dùng lâu dài ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ theo bảng 15.15aTr44[2] ta dùng loại mỡ LGMT2

và chiếm 1/2 khoảng trống trong ổ