Đồ án môn học chi tiết máy hộp giảm tốc trục vít bánh vít

Thời gian qua em được giao đề tài “ Thiết kế hộp giảm tốc trụcvít- bánh vít dẫn động băng tải ” và nhận được rất nhiều sự chỉ bảo tận tình và hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Khưa và các th

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Điểm :Giai đoạn 1 (2,9) + Giai đoạn 2 (4,5)+ Giai đoạn 3 (1,8)

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang tên con đường tiến lên công nghiệp hóa –Hiện đại hóa vớiđường lối xây dựng chủ nghĩa xã hội Đảng ta đã đề ra 3 cuộc cách mạng, trong đó cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật là then chốt để tạo ra của cải cho xã hội

Trong giai đoạn công nghiệp hóa –Hiện đại hóa đất nước , con người không thể thiếu máy móc vì chúng là một phương tiện từ trước đến nay

đã giúp đỡ con người giải quyết nhiều vấn đề mà con người không có khả năng làm việc được

Hiện là một sinh viên đang theo học tại trường được trang bị những kiếnthức cần thiết về lí thuyết lẫn tay nghề Góp 1 phần xây dựng đất nước sau này Thời gian qua em được giao đề tài “ Thiết kế hộp giảm tốc trụcvít- bánh vít dẫn động băng tải ” và nhận được rất nhiều sự chỉ bảo tận tình và hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Khưa và các thầy trong khoa cùng các bạn đồng nghiệp cộng với sự cố gắng của bản thân , em đã hoàn thành đề tài Tuy nhiên do trình độ có hạn nên trong quá trình thiết

kế không thể tránh khỏi những sai sót , kính mong sự góp ý và sự chỉ bảo của thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành

đề tài này

Thành phố Hồ Chí Minh , ngày….tháng….năm 2012

Sinh viên thực hiện :

Nguyễn Văn Quý

GIAI ĐOẠN MỘT

1 Chọn động cơ điện ………trang 7

2 Phân phối tỉ số truyền ……… trang 8

3 Lập bảng số liệu……….trang 9

4 Tính các bộ truyền :

-Bộ truyền xích……… trang 9

-Bộ truyền trục vít – bánh vít………trang 12

Tài liệu tham khảo :

-Thiết kế chi tiết máy (Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm )

-Đề cương bài giảng dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo (Nguyễn Thành Lâm )

-Bảng tra dung sai lắp ghép (Nguyễn Thành Lâm )

-Chi tiết máy (Trường CĐKT Cao Thắng)

PHẦN 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1 Công suất cần thiết

Gọi Nt là công suất tang bang tải (KW)

Nct là công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)

h là hiệu suất truyền động.

Ta có :Nt =1000P V với P = 4400 N: lực tiếp tuyến trên băng tải

V= 1,9 m/s : Vận tốc tiếp tuyến trên băng tải

®Nt=4400.1,91000 = 8,36 KW

Vậy công suất tang băng tải là : Pt = 8,36 áp dụng công thức : Nct = N t

❑c với : N t= ¿ ❑tv❑ol3❑x❑kn

Trong đó ❑tv ,❑ol ,❑x ,❑kn được tra bảng (2.1) bảng trị số hiệu suất

❑tv= 0,85 : Hiệu suất bộ truyền trục vít

hol = 0,99 :Hiệu suất một cặp ổ lăng

hx = 0,93 :Hiệu suất bộ truyền xích

hkn = 1 :Hiệu suất khớp nối

0,85.0,993.0,93 1 = 10,89 KW

®Công suất cần thiết trên trục động cơ là : 10,89 KW

1.2 Số vòng quay tên trục của tang băng tải

Ta có số vòng quay của trục tang là :

n t = 6.104.V

D π với nt : Tốc độ quay trục tang (v/p)

V=1,9 m/s : Vận tốc tiếp tuyến trên băng tải

D= 950 mm :Đường kính tang băng tải

®n t =6.104.1,9

π 950 = 38 v/p

 Hiệu suất động cơ: hđc =88,5 %

1.4 Phân phối tỉ số truyền

Do đó ta tính được iđ =i c

i tv = 38,415 = 2,56

1.5 Công suất động cơ trên các trục

-Công suất động cơ trên trục  ( trục dẫn ) là :

Bước xích chọn theo bảng 6.4 thỏa mãn điều kiện Pt ≤ Pgh =50,8 mm nên chấp nhận

Với loại xích này theo bảng 6.1 tìm được kích thước chủ yếu của xích , tải trọng phá hỏng Q = 130000 N , khối lượng một mét xích

q = 7,50 kg

Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện 6.9 n1 ≤ ngh

Trong đó ngh :số vòng quay giới hạn

Theo bảng 6.5 với Pt = 44,45 và số răng đĩa dẫn Z1 = 27 , số vòng quay giới hạn ngh của đĩa dẫn có thể đến 450 v/p thỏa điều kiện 6.9 (n1=97,3)

X 15 = 27.97,3128.15 = 1,368 với Z1,n1 –số răng và số vòng quay trong

1 phút của đĩa xích (đĩa dẫn )

theo bảng 6-7 số lần va đập cho phép trong 1 giây [u] = 15 nên điều kiện u≤ [u] được thỏa mãn

Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn ( công thức6.3)

A= P t

4 ¿

=44,454 ¿ = 1752,8 mm

Để đảm bảo độ võng bình thường của xích , giảm khoảng cách trục một khoảng

Δ A= 0,003A ≈ 5 mm Cuối cùng lấy A = 1748 mm

2.5 Tính đường kính đĩa xích (công thức 6.1)

Đường kính ngoài đĩa xích Da1=402,27mm Da2 =997,458

mmĐiều kiện định số dãy xích

N t

[N ] =44,4545,5 = 0,97Chiều dài xích L =X P t= ¿ 128.44,45 =5689,6 mm

PHẦN 3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT BÁNH VÍT

3.1 Chọn vật liệu cách chế tạo và nhiệt luyện

Giả thiết vận tốc trượt V t >5 m/s , chọn vật liệu bánh vít lá đồng thanh thiếc Ƃ p OФ10-1 đúc bằng khuôn cát , vật liệu trục vít là thép 45 tôi bề mặt có độ cứng HRC 45-50

3.2 Định ứng suất cho phép của răng bánh vít

Theo bảng 4.4 [σ]]otx =160 N/mm2

[σ]]ou =50 N/mm2

Số chu kì làm việc của bánh vít : N2 = 60 n2.T

Với : n là số vòng quay của bánh vít v/p

T là thời gian làm việc của máy

Ta có N 2 = 60 97,3.2.2.320.7 = 5,24 10 7

Vậy N 2 > N 0 =10 7 nên ứng suất cho phép phải nhân với hệ số KN và K’N.

K N = √8 10 7

N2 =8

√ 10 7 5,24 10 7 ≈ 0,81 (công thức 4.5)

K’ N =√8 106

N2 =8

√ 1065,24 107 ≈ 0,61 (công thức 4.8)

a / ứng suất tiếp xúc cho phép

tra bảng 4.4 ta được [σ]]otx =160 N/mm2

3.4 Chọn sơ bộ trị số hiệu suất η và hệ số tải trọng k

Ứng với Z1 = 3 ta có hiệu suất sơ bộ η = 0,82- 0,87 chọn η= 0,85Công suất trên bánh vít :

Với Z1 =3 và q =8 theo bảng 4-7 tìm được góc vít λ= 20o33’.

Hiệu suất (công thức 4.12) : η = (0,96÷0,98)tgλ( λ+ρ) tgλλ

3.7 Kiểm nghiệm ứng suất uốn cho phép

(Công thức 4.17 ) Số răng tương đương của bánh vít

Z tđ = Z2 cos 3λ =cos453 ¿ ¿

4.24) ) P2=Pa1 =2 M2

d2 =2.9,55 106 K N2

m Z2.n2

=2.9,55 1010.45.97,36.1,1.9,072 =4353 NLực hướng tâm Pr1 trên trục vít bằng lực hướng tâm Pr2 trên bánh vít ( công thức 4.25)

Pr1= Pr2 =P2tgα =4353.tg20o ≈1584,4 N

GIAI ĐOẠN HAI

1.Tính trục……… trang 203.Tính then… trang 432.Chọn ổ trục :

-Trục I ……… trang 46-Trục II……… trang 47

PHẦN 4 :THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN

4.1 Chọn vật liệu cho trục

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao , ít nhạy cảm với ứng suất tập trung

có thể nhiệt luyện được và dễ gia công Vì hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu làm trục là thép 45 (thường hóa) Tra bảng 3.8 – TK CTM ta chọn được : σ]bk = 600 N/mm2

 Đối với trục І І : Ta có N2 = 9,072 ; n2 = 97,3 v/p

→ dІІ ≥ C√3 N2

n2 =120 3

√9,07297,3 = 54,41 mmChọn d2 = 55 mm

Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong các trị số dІ và dІІ lấy dІ

= 25 để chọn ổ đỡ một dãy cở trung bình

4.3 Tính gần đúng

Để tính các kích thước của trục ta dựa theo sơ đồ 7.5 và bảng 7.1 –sách

TK CTM : Từ dІ = 25 mm → Ta chọn ổ lăn cở trung B1 = 17 mm

Từ dІІ= 55 mm → Ta chọn ổ lăn cỡ trung B2 = 29 mm-Chọn khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp : a = 15 mm

-Chiều rộng bánh vít Bv = 75 mm

-Khe hở giửa bánh vít và thành trong của hộp :Δ =12 mm

-Khoảng cách giửa gối đỡ trục và điểm đặt lực của xích tác dụng lên trục

l1 = l3 + l4 + B1

2 = 20 + 15 + 172 = 43,5 mm-Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp : l2 = 12 mm

-Chiều cao của nắp và đầu bu lông : l3 =20 mm

-Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp : l4 = 15mm

-Chiều dài phần mayơ lắp với trục : l5 = 1,2 d =1,2.55 = 66mm

-Khoảng cách giửa 2 gối đỡ trục vít : L1 = 0,9.da2 =0,9 470 =423mm-Khoảng cách giửa 2 gối đỡ trục bánh vít :

L2

2 = da1 +(20÷30) → L2 =2.100 + (20÷30) =(240÷260)mm

Chọn L2 =240mm

-Khoảng cách từ mặt phẳng đi qua trục bánh vít đến các gối đỡ trục vít :

ta có N2 : công suất truyền trên bánh vít : N2 =9,072 KW

Biểu đồ lực tác dụng lên trục І: mPa1=Pa1.(d1/2)=43530.(8/20)=174120

Giao viên hướng dẫn : NGUYỄN VĂN KHƯA

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Quý

a/ Xét theo phương thẳng đứng ( phương trục y ) :

Ta có phương trình : ∑mA= -222.Pr1-mpa1+423.RCY=0

-Vì biểu đồ khởi đi từ trục nên QA =0N

QA’-QA= RAY=341,2N mà QA=0nên QA’=341,2N

Do trên đoạn AB không có lực phân bố nên QB=341,2N

QB’-QB= Pr1= -1584,4N →QB’ = -1243,2N

Trên đoạn BC không có lực phân bố nên QC= -1243,2N

Và biểu đồ kết thúc tại trục nên QC’=0N

Trên đoạn BC không có lực phân bố nên Qc =1017,6N

Và vì biểu đồ kết thúc tại trục nên Qc’ = 0N

Tiết diện trục tại A ta có momen uốn Mu= 0

Mz= 77560Nmm2 => momen tương đương :

Mtđ=√M u2

+0,75 M Z2 = √ 0+0,75 ¿ ¿ =67168,93Nmm2

Theo bảng 7.2 ta có [σ]]=65N/mm2

Đường kính tại A để lắp ổ lăn: dA≥3

√ M tđ

0,1.[σ ] = 3

√67168,930,1.65

≈ 21,78 mm

Tiết diện trục tại A lấy dA =30 mm

-đường kính tại B (vị trí lắp ổ ) Ta chon dB= dA =30mm

-Ta có : Giới hạn mỏi uốn : σ]-1 =0,4.σ]b = 0,4 600 =240N/mm2

Giới hạn mỏi xoắn : τ-1 =0,25.σ]b = 0,25 600 =150 N/mm2

Biên độ ứng suất sinh ra trong tiết diện và vì trục quay một chiều nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng :

Ta chọn thép 45 làm trục có hàm lượng cacbon trung bình và không sử dụng phương pháp tăng bền , ta chọn :

+ 85,22 = 7,5

So sánh n = 7,5≥[n] = (1,5÷ 2,5) vậy thỏa mãn

Kết luận trục đủ điều kiện bền

 Xét tiết diện mặt cắt tại A :

-Ta có : Giới hạn mỏi uốn : σ]-1 =0,4.σ]b = 0,4 600 =240N/mm2

Giới hạn mỏi xoắn : τ-1 =0,25.σ]b = 0,2 600 =120 N/mm2

Biên độ ứng suất sinh ra trong tiết diện và vì trục quay một chiều nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng :

 σ]a = σ]max = -σ]min =M u

W u

-Ta có : Giới hạn mỏi uốn : σ]-1 =0,4.σ]b = 0,4 600 =240N/mm2

Giới hạn mỏi xoắn : τ-1 =0,25.σ]b = 0,2 600 =120 N/mm2

trục quay một chiều nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng :

+ 4,292 = 2,45

So sánh n = 2,45≥[n] = (1,5÷ 2,5) vậy thỏa mãn

Tại tiết diện mặt cắt C trục đủ bền

 Kiểm nghiệm hệ số an toàn tại mặt cắt tiết diện B

Ta có : nB = n σ n τ

√n σ2 +n τ2 ≥ [n]

-Ta có : Giới hạn mỏi uốn : σ]-1 =0,4.σ]b = 0,4 600 =240N/mm2

Giới hạn mỏi xoắn : τ-1 =0,3.σ]b = 0,3 600 =180 N/mm2

Biên độ ứng suất sinh ra trong tiết diện và vì trục quay một chiều nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng :

Với dB=60mm theo bảng 7-23 TK CTM ta chọn then bằng kiểu I và

có các thông số của then :

b x h = 18 x11 mm

t=5,5 mm

t1=5,6 mm

RC =√R Cx2

+R Cy2 = √1017,62+1243,22 =1606,56 N

SA = 1,3RA.tgβ =1,3.982,45.tg160 = 336,2 N

SC = 1,3RC.tgβ =1,3.1606,56.tg160 = 598,87 N

Tra bảng 18P-trang 349-TK CTM với dA =30mm

Ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn có kí hiệu 7606- cỡ trung rộng ,có hệ số khả năng làm việc C=100000 > Ct thỏa mãn , ta chọn các thông số ổ lăn :

-Đường kính ngoài của ổ : D= 72 mm

So sánh ta thấy QC >QA nên ta chọn QC thay vào công thức :

Ct = QC.(n.h)0,3 =852,3.(97,3.8960)0,3 = 51608,2 daN

Dựa vào bảng 17P chọn ổ bi đở chặn cở trung ứng với d = 55mm , kí hiệu 36311 có Cbảng=60000 > Ct thỏa mãn

Ta chọn các thông số của ổ lăn :

-Đường kính ngoài của ổ : D= 120 mm

b/Bôi trơn

Chọn phương pháp bôi trơn cho ổ bằng mỡ ,bởi không thể bôi trơn bằng phương pháp té dầu do trục bánh vít quay với n=97,3 v/p Tra bảng 8-28,trang 198 –TK CTM ) ta chọn nhóm mỡ T Lượng mỡ tra chiếm 2/3 thểtích rổng của bộ phận ổ (cho ổ tại trục II) Tra mỡ cho ổ tại trục I chiếm 1/3 thể tích rỗng của ổ

c/Che kín ổ lăn

Để che kín đầu trục ra , tránh sự xâm nhập của bụi và tạp chất vào ổ củng như ngăn mỡ chảy ra ngoài ta dung phớt chắn

d/Lắp ghép ổ lăn

Lắp ổ với trục ta dung hệ thống lỗ và do khi ổ làm việc vòng trong

quay , chịu tải tuần hoàn Ta chọn kiểu lắp có độ dôi

Lắp ổ với vỏ ta lắp theo hệ thống trục và do vòng ngoài không quay nên

nó chịu tải cục bộ Ta chọn kiểu lắp trung gian

GIAI ĐOẠN BA

2 Chọn phương pháp bôi trơn và thiết bị bôi trơn…….trang 543.Chọn dung sai lắp ghép………trang 55

PHẦN 6 CHỌN CÁC KẾT CẤU KHÁC 6.1 Vỏ hộp.

Chọn vỏ hộp đúc ,mặc ghép giửa nắp và than là mặt phẳng đi qua đườngtâm của trục bánh vít để việc lắp ghép được dể dàng Tra bảng 10-9 trang 268-TK CTM ta chọn và tính toán các kích thước của vỏ hộp sau :

1- Chiều dày thành thân hộp

7-Chiều dày gân ở nắp hộp

PHẦN 7 : BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

Để giảm mất mát công suất vì ma sát , giảm mài mòn , đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn cho trục các bộ truyền trong hộp giảm tốc

Vì vận tốc trục vít nhỏ nên ta chọn cách bôi ngâm dầu bằng cách ngâm trục vít trong dầu chứa ở hộp Do trục vít nằm bên dưới nên ngâm ngậpchiều cao ren nhưng không vượt quá đường ngang tâm viên bi (hoặc conlăn dưới cùng )

Chọn độ nhớt của dầu ở 500C với bánh vít σ]b = 600N/mm2

Ta chọn dầu theo bảng 10-20 trang 286 TK CTM

PHẦN 8 : CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP

-Dung sai lắp ghép then bằng :

+lắp ghép giữa then và rảnh then trên trục là P9/h9 lắp ép nhẹ

-Dung sai lắp ghép ổ lăn :

+miền dung sai lắp ghép ổ lăn trên trục K6

+miền dung sai lắp ghép ổ lăn với lổ thân hộp K7

-Dung sai lắp ghép bánh vít cố định trên trục H9/k6

-Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu trên trục D8/k6