MỤC LỤC Đề số 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Đề 8 - Phương án 7 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH 

PHẦN 1:CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHÔI TỈ SỐ TRUYỀN.. 1

1.1. Chọn động cơ. 1

1.2. Phân phối tỷ số truyền. 2

PHẦN 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI. 6

2.1. Thiết kế bộ truyền đai thang.6

2.2. Xác định thông số bộ truyền đai6

2.3. Bảng thông số bộ truyền đai thang.10

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ.. 12

3.1. Tính toán và kiểm nghiệm bánh răng (Bánh răng cấp nhanh).12

3.2. Tính toán và kiểm nghiệm bánh răng (Bánh răng cấp chậm).22

PHẦN 4. THIẾT KẾ TRỤC TRONG HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG TRỤC.. 31

4.1.Chọn vật liệu và xác định sơ bộ đường kính đường trục:31

4.2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.32

4.3.Lực tác dụng lên các trục,lực của bộ truyền đai( công thức 10.1,trang 184, [1]).33

4.4.Xác định lực tác dụng lên các trục,đường kính các đoạn trục.34

4.4.1.Trục I.34

4.4.2.Trục II.37

4.4.3Trục III.40

4.5.Tính kiểm nghiệm độ bền mỏi của then.43

4.6.Tính kiểm nghiệm độ bền trục.44

PHẦN 5: THIẾT KẾ 2 CẶP Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC.. 47

5.1.Chọn ổ lăn trên trục I:47

5.2. Chọn ổ lăn trên trục II:49

5.3. Chọn ổ lăn trên trục III:52

PHẦN 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.. 56

6.1.Thiết kế vỏ hộp.56

6.2. Các phụ kiện khác.59

6.3. Dung sai và yêu cầu kĩ thuật64

BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 67

PHẦN 1:CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHÔI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1. Chọn động cơ

1.2.1.Xác định công suất động cơ

Công suất tương đương

  = 5,3   4,93 (kW)

Trong đó:  ,  - momen xoắn và thời gian làm việc thứ i

Tính hiệu suất truyền động

              ƞ_ch = Ƞ_brn . Ƞ_nt . Ƞ_đ= 0,97.0,99.0,96.0,99⁴ ≈ 0,886

trong đó:

      Tra bảng 3.3 trang 55 ta được:

  Công suất cần thiết động cơ điện(công suất tính toán).

                  =  = 5,56 (kW)

1.2.2. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ .

      Chiều quay ngược chiều kim đồng hồ.

Chọn sơ bộ tỉ số truyền:

Dựa vào bảng 2,4 sách (I)

Tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ nghiêng 2 cấp: = 10

Tỉ số truyền bộ truyền đai thang: = 3

Tỉ số truyền chung: = 10.3 = 30

Số vòng quay sơ bộ của động cơ: 

• n_sb= u_ch.n_lv = 30.47 = 1410 (vòng/phút).

1.2.3. Chọn động cơ

Theo bảng P1.3, Phụ lục tài liệu [3] trang 237 với P_đc ≥ P_ct và n_đc ≥ n_sb, ta chọn động cơ 4A112M2Y3 với thông số như sau:

Bảng 1.1Thông số động cơ

1.2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.2.1. Chọn tỷ số truyền của hệ thống

-        Tỉ số truyền chung:

-        Tỉ số truyền của hộp giảm tốc :  = 9 (ta chọn theo bảng)

-         Tỉ số truyền đai:

  =  = 3,4

-        Tỉ số truyền của cặp bánh răng trụ răng nghiên:

 =  =  = 3

Trong đó:

                  là tỉ số truyền hộp giảm tốc

                  là tỉ số truyền bánh răng cấp nhanh

                 là tỉ số truyền bánh răng cấp chậm

Tuy nhiên kích thước kết câu của hộp giảm tốc đồng trục với tỉ số truyền cấp nhanh được xác định bởi hệ số xác định theo khả năng ngâm dầu của bánh răng,lưu ý biện phám giảm tổn thất do khuấy đều () 

Mức dầu cao nhất không được vượt quá 1/3 bánh kính của bánh răng lớn.

Mức dầu thấp nhất được xác định theo công thức:

 = (0,75…2).h  = (0,75….2).4 = 8(mm)

                        (Với h là đường kính vòng đỉnh trừ đáy của bánh răng lớn)

Thể tích dầu của hộp được xác định bằng công thức hình hộp chữ nhật chiều dài và chiều rộng của thành hộp,còn chiều cao là từ đáy hộp lên mức dầu cao nhất.

Mức dầu cao nhất được xác định khi ta thiết kế que thăm dầu đoạn ren là 10 và khi châm dầu ta có điểm thấp nhất ,thì mức cao nhất cộng thêm 10 so với thấp nhất.

Ta kiểm nghiệm lại tỉ số truyền đồng trục ,()  ta được:

    . . =1  => 2,5 . .  0,96  1

Thỏa mãn điều kiện bôi trơn ngâm dầu của hộp giảm tốc đồng trục

Dựa vào hình 3.20,Phụ lục II ,kết hợp tính toán trên ta chọn = 3 ; = 9 ;   =2,5

1.2.2. Tính toán công suất,số vòng quay trên các trục

+ Trục I: trục nối giữa bánh răng trụ răng nghiêng và đai thang.

+ Trục II: trục nối giữa 2 bánh răng trụ răng nghiên.

+ Trục III: trục nối nữa bánh răng trụ răng nghiên và khớp nối.

Công suất trên các trục:

= 5,3 kW

• Số vòng quay trên các trục:

• Moment xoắn trên các trục:

m

m

m

m

m

• Bảng đặc tính kĩ thuật:

PHẦN 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

2.1. Thiết kế bộ truyền đai thang.

 Số liệu thiết kế 

• Chiều quay: Cùng chiều với động cơ (cùng chiều kim đồng hồ)
• Công suất: P = 6,15 kW
• Số vòng quay bánh dẫn:  n= 1455 (vòng/phút)
• Tỉ số truyền: u_đ =3,4
• Moment xoắn:  40,366 (N.m)

Chọn loại đai

            Với công suất P = 6,15 kW và số vòng quay n= 1455 vòng/phút, theo Hình 4.22[1] => ta chọn đai loại B

Tra Bảng 4.3[1], ta có các thông số sau:

2.2. Xác định thông số bộ truyền đai 

Kích thước bánh đai nhỏ:

            d₁= 1,2. d_min=1,2.125=150(mm) 

Theo tiêu chuẩn ta chọn d₁=180 mm

Vận tốc đai v₁:

v₁= =  = 13,71 m/s <  25 m/s

Chọn hệ số trượt tương đối =0,01

Kích thước bánh đai lớn d₂:

            d₂= u.d_1.(1- ξ )=3,4.180.(1-0.01)= 605,88 (mm)

Ta chọn d₂=630 mm theo tiêu chuẩn

Tỉ số truyền thực tế bộ truyền đai:

            u_d=  =  = 3,53               

Sai lệch so với giá trị chọn trước:

Δu =   =  .100% = 3,82% < 5%

Chọn khoảng cách trục a nhỏ nhất xác định theo điều kiện:

2(d₁+d₂)≥a ≥0,55d₁+ d₂+h

2(180+630)≥a ≥0,55(180+ 630)+10,5

⇔1620 ≥ a ≥ 456

Chọn sơ bộ khoảng cách  = 0,98 (Nội suy) => a =  = 0,98.630 = 617,4

Giá trị a thỏa mãn điều kiện cho phép

Chiều dài L tính toán của dây đai:

L=2a+                

            ⇔L= 2.617,4++ = 2589,14 mm

Chọn theo tiêu chuẩn L=2800 mm

• Kiểm định lại bộ truyền đai 

  Kiểm tra lại số vòng chạy i của đai trong một giây:

i=  =  = 4,89 s^-1< i_max=10 s^-1 (thỏa điều kiện)             

  Tính lại khoảng cách trục:

a= = = 730

Với:     k=L – = 2500 –  = 1527,655

                ∆= = 225

Giá trị a vẫn nằm trong khoảng cho phép. 

Góc ôm đai:

                                  ⍺₁=180- 57. =180- 57. =144,86°                 

Các hệ số sử dụng:

       C_⍺- Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai:

                  C_⍺== = 0,908

       C_v: Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc:

                  C_v=1-0,05(0,01v²-1)=1-0,05(0,01.17,14²-1)= 0,903

       C_u- Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền u, tra Bảng 4.9[1]: C_u=1,14 vì u > 2,5

       C_z- Hệ số ảnh hưởng xét đến sự phân bố không đồng đều tải trọng giữa các dây đai:

                   Do sơ bộ từ 2 đến 3 đai nên C_z=0,95

        C_r- Hệ số ảnh hưởng đến chế độ tải trọng, chọn tải dao động nhẹ , tra Bảng 4.8[1]:

                   C_r=0,9

        C_L- Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai:

                   C_L==  = 1,038

Tra bảng Bảng 4.8, L₀=2240 mm

Theo Bảng 4.8 với đai loại A, d₁=180 mm, v₁₌13,71 ⟹nội suy [P₀]= 4,44 kW

Số dây đai:

z≥ == 1,67

Chọn z = 2 đai.

• Chiều rộng và đường kính ngoài của bánh đai:

Tra Bảng 4.21[2],với đai loại B => h_o=4,2 ; t=19, e=12,5

Chiều rộng bánh đai:

b=(z-1)t+2e=(2-1).19+2.12,5 = 44 (mm)           

Đường kính ngoài bánh đai:

d_a1=d₁+2.h_o=180+2.4,2=188,4 mm         

d_a2=d₂+2.h_o=630+2.4,2=638,4mm

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

- Lực căng đai ban đầu:

F_o=  +  =  + 33,46 = 245,4

Trong đó:

                  Fv = ,với  (bảng 4.22) phụ lục II,

                  Fv = 0,178.=33,46

                   =1,1 (bảng 4.7) phụ lục II

- Lực căng trên mỗi dây đai:

 =  = 122,7 N                          

- Lực vòng có ích:

F_t = =  = 448,58 (N)               

- Lực vòng trên mỗi dây đai: 

F_t1 = = 224,29 (N)             

- Lực tác dụng lên trục:

F_r= 2..z. = 2.122,7. = 467,9

• Ứng suất lớn nhất trong đai: