Đồ án Chi tiết máy - Nguyễn Phi Long
Lời nói đầu
Phần 1 - TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG
I. Chọn động cơ 4
1. Xác định công suất đặt trên trục động cơ 4
2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ 4
II. Phân phối tỉ số truyền 5
1. Tính toán các thông số động học 5
2. Bảng số liệu tính được 7
Phần 2 - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
I. Bộ truyền xích 7
1. Chọn loại xích 7
2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích 7
II. Tính bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc 10
1. Tính toán bộ truyền cấp nhanh 10
2. Tính toán bộ truyền cấp chậm 16
Phần 3 - THIẾT KẾ TRỤC
I. Chọn vật liệu 21
II. Thiết kế trục 21
1. Tính sơ bộ đường kính trục 21
2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 21
3. Xác định lực và sơ đồ đặt lực 24
4. Xác định đường kính chính xác và chiều dài các đoạn trục 26
III. Tính mối ghép then 36
1. Trục 1 36
2. Trục 2 36
3. Trục 3 37
IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 37
V. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 39
VI. Nối trục đàn hồi 39
Phần 4 - CHỌN VÀ TÍNH TOÁN Ổ LĂN
I. Tính ổ theo trục 1 42
II. Tính ổ theo trục 2 44
III. Tính ổ theo trục 3 47
Phần 5 - KẾT CẤU VỎ HỘP
I. Vỏ hộp 49
1. Tính kết cấu của vỏ hộp 49
2. Kết cấu bánh răng 49
3. Kết cấu nắp ổ 49
II. Một số chi tiết khác 51
Phần 6 - BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC
I. Bôi trơn trong hộp giảm tốc 53
II. Bôi trơn ngoài hộp 54
Phần 7 - XÁC ĐỊNH VÀ CHỌN CÁC KIỂU LẮP
tĩnh của ổ được đảm bảo. II.TÍNH Ổ THEO TRỤC 2 1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN -Ta chọn loại ổ đũa côn cho các gối đỡ 0 và 1. -Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường(0) và có độ đảo hướng tâm 20, giá thành tương đối 1. 2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN 2.1.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG -Đường kính ngõng trục dII0 = dII1 =35(mm), -Tra bảng phụ lục P2.11[1]/256, với cỡ trung ta chọn được ổ đũa côn 1dãy có kí hiệu 7307 có: Co = 35,3(kN); C = 48,1(kN); Số vòng quay của trục 2 : n = 364(vg/ph) C= Q Tuổi thọ : (triệu vòng) Tải trọng động quy ước : Với V=1; Kt =1; Kd=1; Ta xác định X,Y : Sơ đồ: Fa2 Fr21 Fr20 Fs20 Fs21 0 1 Fa3 Lực hướng tâm: Lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra: Tổng lực dọc trục, chiều theo chiều Fa3: Theo các CT trong bảng 11.5: Vì: Tính tỉ số : Tra bảng 11.4[1]/214 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và ổ 1 là: = (1.1.3103,4+ 0.821,26).1.1 = 3103,4(N) = (0,4.1.3160 + 1,882.1635,8).1.1 = 4342,58(N) Như vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn :Q1 = 4342,58 (N) Tải trọng tương đương: QE = = (N) =24,8(kN) Cd < C, nhưng chênh lệch khá nhiều, ta giảm cỡ của ổ. Chọn ổ cỡ nhẹ có kí hiệu 7207 có Co = 26,3(kN); C = 35,2(kN); ; Ta có: =23,6(kN)< C = 35,2(kN); Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải động và có các thông số : d = 35(mm); D = 72(mm); B = 17 (mm); T = 18,25(mm) 2.2.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI TĨNH Theo CT11.18[1]/219 : Tra bảng 11.6[1]/219, với ổ đũa côn : X0 = 0,5 ; Theo CT11.19 và CT11.20 ta có: Với ổ 0 ta có : = 0,5. 3103,4 + 0,894.953 = 2403< < Co = 26,3(kN) Với ổ 1 ta có : = 0,5.3160 + 0,894.1768 = 3159< < Co = 26,3(kN) Vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. III.TÍNH Ổ THEO TRỤC 3 1.CHỌN LOẠI Ổ LĂN Lực hướng tâm tại ổ lăn: Trục 3 chịu tải trọng dọc trục Fa4 = 1349,95(N) Ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy. -Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường(0) và có độ đảo hướng tâm 20, giá thành tương đối 1. 2.CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN 2.1.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI ĐỘNG -Đường kính ngõng trục dIII0 = dIII1 =45(mm), -Tra bảng phụ lục P2.7[1]/249, với cỡ trung ta chọn được ổ bi đỡ 1dãy có kí hiệu 309 có: Co = 26,7(kN); C = 37,8(kN); Số vòng quay của trục 3 : n = 104(vg/ph) C= Q Tuổi thọ : (triệu vòng) Tải trọng động quy ước : Với V=1; Kt =1; Kd=1; Ta xác định X,Y : Ta có lực dọc trục Fa4 = 1349,95(N) Tra bảng 11.4[1]/213 ta được e = 0,24 Tỉ số : (bảng 11.4[1]/213) Tải trọng quy ước trên ổ 0 và ổ 1 là: = (0,56.1.4978+1,71.1349,95).1.1 = 5096,09(N) = (0,56.1.5216,06 + 1,71.1349,95).1.1 = 5329,41(N) Như vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn :Q1 = 5329,41 (N) Tải trọng tương đương: QE = = =30,2(kN) Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải động và có các thông số : d = 45(mm); D = 100(mm); B = 25 (mm); r = 2,5(mm) 2.2.CHỌN Ổ THEO KHẢ NĂNG TẢI TĨNH Theo CT11.18[1]/219 : Tra bảng 11.6[1]/219, với ổ bi đỡ 1dãy : X0 = 0,6 ; Y0 =0,5 Theo CT11.19 và CT11.20 ta có: Với ổ 0 ta có : = 0,6. 4978 + 0,5.1349,95 = 3661,78< < Co = 26,7(kN) Với ổ 1 ta có : = 0,6.5216,06+ 0,5.1349,95= 3804,61 < < Co = 26,7(kN) Vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo. PHẦN 5: KẾT CẤU VỎ HỘP I.VỎ HỘP 1.TÍNH KẾT CẤU CỦA VỎ HỘP Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ. Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32. Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục. 2.KẾT CẤU BÁNH RĂNG Chọn phương pháp rèn hoặc dập để chế tạo phôi bánh răng, vật liệu là thép C45. 3.KẾT CẤU NẮP Ổ Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32. Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày:-Thân hộp d Nắp hộp d1 Chọn d = 8mm Chọn δ1 = 7mm Gân: Chiều dày gân e Chiều cao gân h Độ dốc Chọn e = 8mm (mm), chọn h= 30mm Khoảng 20 Đường kính : Bulông nền, d1 Bulông cạnh ổ,d2 Bulông ghép bích nắp và thân,d3 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp cửa thăm, d5 =0,04.165 + 10 = 16,6>12 Chọn d1 =16mm, chọn bulông M16. d2=0,8d1 = 0,8.16= 12,8(mm), chọn d2=12mm và chọn bulông M12 d3 = (0,8¸ 0,9).d2 =9,6-10,8(mm) Þ chọn d3 = 10 và chọn bulông M10 d4 = (0,6 ¸ 0,7)d2=(0,6 ¸ 0,7)12 = 7,2-8,4(mm) Chọn d4 = 8mm và chọn vít M8 d5 =( 0,5 ¸ 0,6)d2=( 0,5 ¸ 0,6)12= 6-7,2(mm) Chọn d5 = 8mm và chọn vít M8 Mặt bích ghép nắp và thân: -Chiều dày bích thân hộp, S3 -Chiều dày bích nắp hộp, S4 -Bề rộng bích nắp hộp, K3 S3 =(1,4-1,8)d3 = (1,4-1,8)10 = 14 – 18(mm) Chọn S3 = 15mm S4 = ( 0,9 ¸ 1) S3 =( 0,9 ¸ 1)15 = 13,5-15(mm) Chọn S4 = 15mm = (22+18 + 4) – 4 = 40(mm) Với , lấy E2 =22mm , lấy R2=18mm Mặt đế: -Chiều dày khi không có phần lồi S1 -Bề rộng mặt đế hộp và q S1 = (1,3 ¸ 1,5) d1=(1,3 ¸ 1,5)16 = 20,8-24(mm) Chọn S1 = 24mm K1 » 3.d1»3.16 = 48(mm) q³ k1 + 2.d = 48 +2.8 = 64 mm Khe hở giữa các chi tiết -Giữa bánh răng và thành trong hộp -Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp -Giữa mặt bên các bánh răng với nhau D ³ ( 1..1,2).d = (1..1,2)8 = 8..9,6 mm Chọn D = 9mm D1 = (35). d = (35).8 = 2440 mm Chọn D1 = 30 [mm] D2 > d =8, lấy D2 = 10 mm Số lượng bu lông trên nền, Z Z = ( L + B ) / ( 200 ¸ 300) » 550+200/ 200 = 3,75 ; chọn Z = 6 Sơ bộ chọn L=550, B=200(L,B:chiều dài và rộng của hộp. II.MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC 1.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 17-5[2]/90 ta chọn kích thước của cửa thăm như hình vẽ: 230 200 150 200 250 180 4 2.NÚT THÔNG HƠI 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 dùng nút thông hơi. Nút thông hơi được lắp trên nắp cửa thăm(hình vẽ nắp cửa thăm). Theo bảng 17-6[2]/91 ta chọn các kích thước của nút thông hơi như sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M48x3 35 45 25 70 62 52 10 5 15 13 52 10 56 36 62 55 3.NÚT THÁO DẦU 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 17-7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước như hình vẽ. 28 15 9 25,4 M20 22 30 4.KIỂM TRA MỨC DẦU Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu và kích thước như hình vẽ. 30 F18 F12 F6 6 12 5.CHỐT ĐỊNH VỊ Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục. Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ. 8 D1:50 6.ỐNG LÓT VÀ NẮP Ổ Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp ghép và điều chỉnh bộ phận ổ, đồng thời tránh cho ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, ống lót làm bằng vật liệu GX15-32, ta chọn kích thước của ống lót như sau: -Chiều dày d = 68 mm, ta chọn d = 8mm. -Chiều dày vai d1 và chiều dày bích d2. d1 = d2 = d - Đường kính lỗ lắp ống lót: 8 8 8 D2 D3 D’ = D +2. d = 67 +16 = 83 [mm]. -Theo bảng 18-2[2] chọn vít M8 số lượng 6 chiếc. 7.BU LÔNG VÒNG Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng. Kích thước bulông vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc.Với Re = 128,85 tra bảng 18-3b[2] ta có Q = 357,7(kG), do đó theo bảng 18-3a[2] ta dùng bulông vòng M16 PHẦN 6: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC I.BÔI TRƠN TRONG HỘP GIẢM TỐC Do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu.Với vận tốc vòng của bánh răng côn v = 4,15m/s, tra bảng 18-11[2] ta được độ nhớt 8 ứng với 1000C Theo bảng 18-15 ta chọn được loại dầu bôi trơn là AK-15 có độ nhớt là 20Centistoc. II.BÔI TRƠN NGOÀI HỘP Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bôi trơn định kì bằng mỡ. Bảng thống kê giành cho bôi trơn Tên dầu hoặc mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu hoặc mỡ Thời gian thay dầu hoặc mỡ Dầu ô tô máy kéo AK- 15 Bộ truyền trong hộp 0,6 lít/Kw 5 tháng Mỡ T Tất cả các ổ và bộ truyền ngoài 2/3chỗ rỗng bộ phận ổ 1 năm PHẦN 7: XÁC ĐỊNH VÀ CHỌN CÁC KIỂU LẮP Thứ tự Tên mối ghép Kiểu lắp Sai lệch giới hạn của lỗ và trục Ghi chú 1 Bánh răng côn và trục 1 và khớp nối F25 + 21 mm +15mm +2mm 2 Bánh răng côn và trục 2 F40 + 25 mm Bánh răng côn và bánh răng trụ có đường kính trục bằng nhau. + 18 mm + 2 mm 3 Vòng trong ổ lăn với trục 1 F30k6 +15mm +2mm 2 ổ lắp giống nhau 4 Vòng ngoài ổ lăn lắp với ống lót F72H7 +30 mm 5 Then và trục 1 8 + 61 mm +25mm bxh=8x7 -22 mm 6 Trục 1 và vòng trong bạc chặn F25 + 98 mm + 65 mm Nằm giữa bánh răng và ổ lăn(khớp nối) +15 mm +2 mm 7 Vỏ hộp với ống lót F78 + 30 mm -19mm 8 Vòng trong ổ lăn với trục 2 F35k6 +18mm +2mm 9 Vòng ngoài ổ lăn lắp với lỗ hộp F80 +30mm 0 mm -100mm -290mm 10 Bạc chặn và trục2 F35 + 119 mm +80 mm Dùng khống chế bánh răng +18 mm +2 mm 11 Then và trục 2 10 -36 mm 2 then giống nhau -36 mm 0 mm 12 Bánh răng trụ và trục 2 F40 +25mm + 18 mm +2mm 13 Bánh răng trụ và trục 3 F55 +30 mm +21mm +2 mm 14 Vòng trong ổ lăn và trục 3 F50k6 +21 mm +2 mm 15 Nối trục đàn hồi và trục 1 F25 +92 mm +40mm +15 mm +2mm 16 Vòng ngoài ổ lăn với vỏ hộp F100 17 Then và trục 3 16 +75mm +32mm -27mm 18 Bạc và trục 3 F50 +46 mm +21 mm +2 mm Tài liệu tham khảo: -Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1[1], tập 2[2] – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển Nhà xuất bản giáo dục – 1999 -Chi tiết máy, tập 1, tập 2[3] – Nguyễn Trọng Hiệp, nhà xuất bản giáo dục -Hướng dẫn làm bài tập dung sai – Ninh Đức Tốn – Nguyễn Trọng Hùng Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, năm 2000 -Bài tập kĩ thuật đo – Ninh Đức Tốn, Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Thị Cẩm Tú Nhà xuất bản giáo dục
File đính kèm:
- do_an_chi_tiet_may_nguyen_phi_long.doc