Đồ Án Hệ Thống Truyền Động Đề Tài 5- Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Xích Tải.pdf

Các thông số kĩ thuật của hệ thống truyền động .... Chọn hệ số trượt tương đối, tính toán đường kính bánh đai lớn d2 và so sánh lại tỉ số truyền .... Kết qu tính toán thiết kế và kiểm n

TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH TẢI

Băng tải xích là một bộ phận thiết yếu trong các ngành công nghiệp sản xuất, dùng để vận chuyển sản phẩm và nguyên vật liệu, đặc biệt là hàng hóa nặng như pallet và thùng chứa công nghiệp Hệ thống này hoạt động thông qua việc dẫn động từ động cơ qua các hộp giảm tốc và hệ thống đai, xích Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, có thể bố trí các bộ phận nhông dẫn hướng khác nhau, với khả năng điều chỉnh khoảng cách để căng xích Hiện nay, nhiều lĩnh vực sản xuất như thức ăn chăn nuôi, giấy, xi măng và ô tô đều ứng dụng hệ thống băng tải xích trong dây chuyền sản xuất.

Xích tải có thể được trang bị thêm các bộ phận công tác như đũa gạt liệu và bậc che chắn bằng thép không gỉ, giúp hoạt động hiệu quả với nhiều dạng vật liệu khác nhau Điều này giúp xích tải hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt như gió, nhiệt độ và độ ẩm.

Hệ thống xích ti để di chuy n Pallet ể

Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu một hệ thống truyền động xích tải đơn giản, được thiết kế với động cơ kết hợp với hệ thống đai dẫn Hệ thống này sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ nghiêng để điều chỉnh tốc độ và lực truyền động cho hai dãy xích.

XÁC ĐỊ NH CÔNG SU ẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐ I TỈ SỐ

Chọn công suất động cơ

2.1.1 Công su ấ t yêu c ầu động cơ (tính theo lự c F, chuy ển độ ng t nh ti ị ế n):

2 1.2 Công suất cần thiết của động cơ điện:

Xác định hiệu suất các bộ truyền (số liệu theo B ả ng 3.3 [1 ])

- Hiệu su t b truyấ ộ ền đai 0,94 ÷ 0,96, chọn 𝜂đ= 0,95

- Hiệu su t b truyấ ộ ền bánh răng trụ (được che kín) 0,96 ÷ 0,98, chọn

- Hiệu su t c a nấ ủ ối trục 𝜂𝑛𝑡= 0,98

- Hiệu suất ổ lăn (được che kín) 0,99 ÷ 0,995, chọn 𝜂𝑜𝑙= 0,99

Hiệu su t chung cấ ủa hệ thống m c nắ ối tiếp

𝜂𝑐ℎ = 𝜂𝑜𝑙 3𝜂 đ 𝜂𝑏𝑟 𝜂𝑛𝑡= 0,99 3 × 0,95 × 0,98 × 0,98 ≈ 0,885 Công suất cần thiết của động cơ:

2 1.3 Dựa vào ảng 3 B 1 [1] và P hụ lục III 3 [1] , ta chọn loại động cơ thỏa mãn được điều kiện 𝑷đ𝒄≥ 𝑷𝒄ầ𝒏 𝒕𝒉𝒊ế𝒕 và có các đặc tính như sau:

Xích tải quay 1 chiều Động cơ điện không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc kiểu kín lắp đặt kiểu chân đế (B3)

Công suất động cơ chọn 5,5 kW (7.5hp)

Tỷ số truyền chung và hiệu suất các bộ truyền

Số vòng quay của trục đĩa xích tải:

= zp= Tỉ số truyềnchungxác định bằng công thức: ch dc lv u n

= n Chọn tỉ số truyền các bộ truyền như sau:

- Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng một cấp, tỉ số truyền được chọn trong khoảng từ 1,6 đến 8

- Đối với bộ truyền đai thang, tỉ số truyền được chọn trong khoảng từ 2 đến 5

Dựa trên các yêu cầu của động cơ và tỷ số truyền đã đề cập, chúng tôi đã lựa chọn động cơ từ nhà sản xuất AEMOT (Thổ Nhĩ Kỳ) theo Catalogue [5] với các thông số kỹ thuật phù hợp.

(kW) n (rpm) Vật liệu Hiệu suất

Tính toán các tỉ số truyền bộ truyền

Chọn tỉ số truyền bộ truyền bánh răng theo dãy tiêu chuẩn u br =5, 6

=u = Kiểm tra lại tỉ số truyền:

36.19,72 709,92 ( / sb lv ch n =u u =  vg ph

Nhn xt: sai số so với thực tế là rất nhỏ, ta có thể chấp nhận tỉ số truyền do làm tròn như trên.

Các thông số kĩ thuật của hệ thống truyền động

Tỉ số truyền bánh răng trụ răng nghiêng: ubr= 5,6

Tỉ số truyền đai thang: uđ 3,= 52

- Công suất trên các trục:

= = - Số vòng quay trên các trục:

= - Momen xoắn trên các trục:

Bảng đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động

Thông số Động cơ I II Công tác

Số vòng quay, vg/ph 710 201,7 36 36

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY

Tính toán thi t k ế ế trụ c và then

3.3 1 Phân tích lực tác dụng lên các chi tiết máy

Lực tác dụng lên trục bộ truyền đaiF r d ( ) 31 (N

Lực tác dụng lên trục từ nối trục vòng đàn hồi:

Trong đó 𝐹 𝑡 là lực vòng đi qua đường tròn các tâm chốt (đường kính 𝐷 0 ) hoặc đường kính vòng chia đĩa xích, N

= D =  với 𝐷 0 là đường kính qua các tâm chốt (Nối trục có đường kính tâm chốt 𝐷0 như trên chọn sơ bộ bằng moment theo Phụ lục I.29 [1])

Lực tác dụng lên trục dẫn động do lực trên nhánh căng và nhánh chùng xích tải được xác định sơ bộ bằng công thức:

= d=  với d là đường kính vòng chia đĩa xích tải với 100

Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng:

Lực pháp tuyến nằm trong mặt phẳng pháp tuyến và phân tích thành 3 thành phần 𝐹𝑡, 𝐹𝑎, 𝐹 𝑟

7222 ( cos cos cos20cos8 t n n nw

Bảng giá trị các lực tác dụng

4 Lực tác dụng lên trục bánh đai, N 1031

5 Lực tác dụng lên trục dẫn động xích tải, N 12213,5

6 Lực tác dụng lên nối trục 𝐹𝑟𝑘, N 3000

3.3.2 Xác định đường kính sơ bộ trục

B1: Chọn vật liệu trục và phương pháp nhiệt luyện

Ta chọn vật liệu là Thp C45 theo tính thống nhất vật liệu với phương pháp nhiệt

B2: Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức (8.2)

Từ công thức tính ứng suất xoắn: 16 10T 3 3

Suy ra công thức xác định đường kính sơ bộ trục: 3 16

- Đường kính sơ bộ trục I HGT (trục đầu vào chọn    25 MPa ):

 Theo dãy tiêu chuẩn họn sơ bộ c d1 6 (mm)

Đường kính sơ bộ của trục đầu ra từ trục II HGT vào nối trục và trục từ nối trục đến bánh dĩa xích công tác được chọn trong khoảng 25 MPa.

 Theo tiêu chuẩn chọn sơ bộ trục II có đường kính d2 c (mm) Theo Bảng 8.1 [1], ta chọn ứng suất uốn cho php [𝜎]

B3: Phác thảo sơ bộ kết cấu (đường kính và chiều dài) các đoạn trục:

• Vị trí lắp chi tiết quay bộ truyền ngoài (bánh đai):

1 36 ( ) d = mm Trục cấp nhanh ta lắp với bộ truyền đai, theo Bảng 8.2 [1],

Do chi u rề ộng bánh đai 𝐵 = 65𝑚𝑚 nên ta chọn sơ bộ 𝑙1= 90 (𝑚𝑚)

• Vị trí lắp vòng chắn dầu

𝑙2xác định khi phác thảo

Xác định đường kính đoạn trục lắp bánh răng:

𝑑3= 𝑑 + 3,2𝑟 = 45 + 3,2 0 = 45 (𝑚𝑚) < 𝑑𝑓1= 53𝑚𝑚 Chiều dài đoạn trục lắp bánh răng: được xác định khi phác thảo.𝑙3

❖ Trục cấp chậm (trục II)

• Vị trí lắp chi tiết quay bộ truyền ngoài (nối trục):

𝑑1= 63 (𝑚𝑚) Trục cấp chậm ta lắp với nối trục, theo Bảng 8.2 [1],

• Vị trí lắp chắn dầu:

Tính toán kích thước đoạn trục:

𝑑 = 𝑑 = 𝑑2 1+ 2𝑡 = 63 + 2 4,6 = 72,2 (𝑚𝑚) Theo tiêu chu n ta chẩ ọn 𝑑 = 𝑑2= 75 (𝑚𝑚) Đoạn trục lắp chắn dầu vào ổ: 𝑙2xác định khi phác thảo

Xác định đường kính đoạn trục lắp bánh răng:

𝑑3= 𝑑 + 3,2𝑟 = 75 + 3,2 0 = 75 (𝑚𝑚) Chiều dài đoạn trục lắp bánh răng: được xác định khi phác thảo.𝑙3

Chiều dài may ơ (theo công thức Bảng 8.8 [1 ])

Chọn 𝑙𝑚𝑜= 𝑏2= (80 𝑚𝑚) Đường kính ngoài may ơ (theo công thức Bảng 8.8 [1 ])

3.3.3 Xác định khoảng cách sơ bộ giữa hai  trục

𝑙𝑚𝑜1= 85 (𝑚𝑚) vì đường kính đoạn trục lắp bánh răng và đường kính chân răng cách nhau nhỏ (8mm), ta chọn cách gia công bánh răng liền trục

𝑤 = 40 (𝑚𝑚) – chiều rộng mặt bích chọn sơ bộ theo Bảng 8.3 [1]

Khoảng cách giữa ổ và giữa may ơ bánh đai:

❖ Trc cấp chm (trc II)

𝑤 = 40 (𝑚𝑚) – chiều rộng mặt bích chọn sơ bộ theo Bảng 8.3 [1]

Khoảng cách giữa ổ và nối trục:

Bảng thông số các kích thước sơ bộ trục

𝑙𝑖- chiều dài các đoạn trục, mm 𝐿𝑛ℎ(𝑐ℎ) 𝐿 /𝐿3𝑛ℎ 3𝑐ℎ

3.3.4 Vẽ phác thảo HGT 1 cấp bánh răng trụ

3.3.5 Tính toán trục và lựa chọn , then a) Tính toán trục

Do đề bài không yêu cầu chiều chuyển động của xích tải, nên ta chọn chiều chuyển động là từ trái sang phải cho các tính toán phía sau

Dựa vào chiều quay vừa chọn, ta xác định được phương và chiều của các lực đặt lên trục và vẽ biểu đồ moment

Tính toán lực và moment, sau đó vẽ biểu đồ moment:

41 chính xác các đoạn trc:

Theo biểu đồ moment thấy tiết diện nguy hiểm nhất tại B, ta đi kiểm tra bền tại B Giá trị ứng suất uốn và xoắn:

Tính ứng suất uốn tương đương:

Nhn xt: Thiết kế sơ bộ thỏa điều kiện bền tại tiết diện nguy hiểm nhất (tại B)

Từ ứng suất uốn tương đương trên, ta có 32 td 3 10 3 td

 =     Trong đó giá trị 𝑀𝑡𝑑(𝑁𝑚) được xác định bằng công thức

Xác định chính xác đường kính đoạn trục bằng công thức:

Theo tiêu chuẩn ổ ta chọn 𝑑 𝐶 = 35 (𝑚𝑚)

Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑𝐷= 30 (𝑚𝑚)

Do M tdA =0 (Nm)nên ta chọn đường kính trục tại A bằng đường kính đoạn trục tại C để có được 1 cặp ổ lăn đồng nhất cho trục

Tính toán lực và moment, sau đó vẽ biểu đồ moment:

Tính toán các đoạn trc:

Theo biểu đồ moment ta nhận thấy tiết diện nguy hiểm nhất là tại C, nên ta đi kiểm tra bền tại C

Giá trị ứng suất uốn và xoắn:

Tính ứng suất uốn tương đương:

Nhn xt: Thiết kế sơ bộ thỏa điều kiện bền tại tiết diện nguy hiểm nhất (tại C)

Từ ứng suất uốn tương đương trên, ta có 32 td 3 10 3 td

 =     Trong đó giá trị 𝑀𝑡𝑑(𝑁𝑚) được xác định bằng công thức

Xác định chính xác đường kính đoạn trục bằng công thức:

Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑 𝐵 = 40 (𝑚𝑚)

MtdD = Nmnên ta chọn đường kính trục tại D bằng đường kính đoạn trục tại

B để có được 1 cặp ổ lăn đồng nhất cho trục

Nhn xt: vì trên đoạn trục có then, nên ta chọn đường kính chính xác tăng 10%

Chiều dài đoạn trục lắp may ơ họn c 𝑙𝑚𝑜= 𝑏2= (80 𝑚𝑚) Đường kính đoạn trục lắp may ơ 𝑑𝑚𝑜= 50 (𝑚𝑚)

Bảng thông số các kích thước chính xác đoạn trục

𝑙 𝑖 - chiều dài các đoạn trục, mm 𝐿 𝑛ℎ(𝑐ℎ) 𝐿 /𝐿 3𝑛ℎ 3𝑐ℎ

Ch n then b ng ọ ằ đầu tròn cho đoạn tr c n i vụ ố ới bánh đai bị ẫ d n Theo

B ng 9.1 ả [1] chọn then 𝐴 8 × 7 × 52và chiều sâu rãnh then: Trục 𝑡1= 4𝑚𝑚 Vớil =(0,8 0,9 ) mayo pulleyl =( 0,8 0,9 65 52 58,5)  mm

𝑙1= 𝑙 − 𝑏 = 52 − 8 = 44𝑚𝑚 – chiều dài làm việc của then

𝑡2= 3,3𝑚𝑚 – độ sâu rãnh then trên may ơ

 =bl= =    = vìtải trọng làm việc tĩnh.

Nhn xt: then thỏa độ bền dập và cắt đối với chế độ tải trọng làm việc

Then trên đoạn may ơ lắp bánh răng

Ch n then bọ ằng đầu tròn cho đoạn tr c Theo ụ B ng 9.1 ả [1] chọn then

𝐴 16 10× × 63 chiều sâu rãnh then: Trục 𝑡1= 6𝑚𝑚; Mayơ 𝑡2= 4,3𝑚𝑚 Với 𝑙 = (0,8 … 0,9) 𝑙𝑚𝑜= (0,8 … 0,9) 80 ≈ 64 … 72𝑚𝑚, chọn 𝑙 = 70𝑚𝑚

𝑙 1 = 𝑙 − 𝑏 = 70 − 10 = 60𝑚𝑚 – chiều dài làm việc của then

𝑡2 – độ sâu rãnh then trên mayơ

 =bl= =    = vìtải trọng làm việc tĩnh. Then trên đoạn lắp nối trục n then b n tr c l p 2 then Theo [1

Chọ ằng đầu tròn cho đoạ ụ , ắ B ng 9.1 ả ] chọn then 𝐴 10 × 8 × 63 chiều sâu rãnh then: Trục 𝑡1= 5𝑚𝑚; Mayơ 𝑡2 3,3𝑚𝑚

𝑙1= 𝑙 − 𝑏 = 63 − 10 = 53𝑚𝑚 – chiều dài làm việc của then

𝑡2 – độ sâu rãnh then trên mayơ

 =bl= =    = vì tải trọng làm việc tĩnh. c) Lựa chọn 

Thông số cho trước (biết từ phần tính toán trc):

- Điều kiện làm việc: tải tĩnh, quay 1 chiều và làm việc 2 ca

- Thời gian làm việc của ổ tính bằng giờ 𝐿 ℎ = 24000 (ℎ)

Xác định lực hướng tâm tác dụng lên ổ theo công thức

Lực dọc trục đối với trục I: F a 14,5 ( )N

F =  ta chọn sơ bộ loại ổ bi đỡ chặn cỡ trung

Theo Catalogue [6] (page 366) ta chọn ổ lăn 207-Z v i các thông s ớ ố

Xác định lực dọc trục phụ:

Xác định được e=0,68theo Bảng 9.4 [1]

Lực dọc trục phụ được xác định theo công thức: i ' ri

Vậy ta sẽ tính toán lựa chọn ổ lăn cho ổ tại A vì tổng lực dọc trục bằng

❖ Tải trọng quy ước Q tác động lên ổ

𝐾 𝜎 = 1,2 – hệ số xt đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo Bảng 9.3 [1]

𝐾𝑡= 1 – hệ số xt đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới tuổi thọ ổ (máy làm việc dưới 100℃)

𝑉 = 1 – hệ số tính đến vòng nào quay (vòng trong quay)

𝑋 = 1; 𝑌 = 0 – hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục chọn theo (

Suy ra tải trọng quy ước

Tuổi thọ ổ tính bằng triệu vòng quay (tải trọng tĩnh):

❖ Khả năng tải trọng tĩnh tính toán

Trong đó 𝑋0= 0,5 và 𝑌 0 = 0,37 tra theo Bảng 9.6 [1]

Do 𝑄0< 𝐹𝑟𝐴 nên ta lấy 𝑄0= 𝐹𝑟𝐴= 3488,5 (𝑁) để kiểm nghiệm.

Kết lun: Ổ lăn chọn phù hợp với điều kiện tải tĩnh.

Lựa chọn  lăn trục II

Thông số cho trước (biết từ phần tính toán trục):

- Điều kiện làm việc: tải tĩnh, quay 1 chiều và làm việc 2 ca

- Thời gian làm việc của ổ tính bằng giờ 𝐿ℎ= 24000 (ℎ)

❖ Tải trọng tác dụng lên ổ

Xác định lực hướng tâm tác dụng lên ổ theo công thức

Lực dọc trục đối với trục I: F a 24,5 ( )N

F =  chọn sơ bộổ bi đỡ một dãy cỡ trung

Theo Catalogue [6] (page 336) ta chọn ổ lăn 6308-Z v i các thông s ớ ố

❖ Tải trọng quy ước Q tác động lên ổ r rA α σ t

𝐾𝜎= 1,2 – hệ số xt đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo Bảng 9.3 [1]

𝐾𝑡= 1 – hệ số xt đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới tuổi thọ ổ (máy làm việc dưới 100℃)

𝑉 = 1 – hệ số tính đến vòng nào quay (vòng trong quay)

𝑋 = 1; 𝑌 = 0 – hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục chọn theo (

Suy ra tải trọng quy ước

Tuổi thọ ổ tính bằng triệu vòng quay (tải trọng tĩnh):

❖ Khả năng tải trọng động tính toán

❖ Khả năng tải trọng tĩnh tính toán

Trong đó 𝑋0= 0,6 và 𝑌0= 0,5 tra theo Bảng 9.6 [1]

Do 𝑄0< 𝐹𝑟𝐷 nên ta lấy 𝑄0= 𝐹𝑟𝐷= 7888 (𝑁) để kiểm nghiệm.

Kết lun: Ổ lăn chọn phù hợp với điều kiện tải tĩnh.

Bảng ổ lăn chọn cho 2 trục

Trục Loại Ký hiệu  Nhà sản xuất d (mm)

II Ổ bi đỡ 1 dãy 6308-Z SKF 40 90 23 42,3 24

53 d) C họn nối trục Moment đầu vào: 𝑇 = 1106,2 (𝑁𝑚)

Dựa vào moment, chọn nối trục vòng đàn hồi thp của nhà sản xuất ORPEX

[9] chịu 𝑇𝑚𝑎𝑥= 1300𝑁𝑚 kích thước như sau: 𝐷1= 80𝑚𝑚; 𝐷2= 85𝑚𝑚; 𝑑𝑎 198𝑚𝑚; 𝑑10𝑚𝑚; 𝑑28𝑚𝑚; 𝑙 𝑚𝑚; 𝑃 @𝑚𝑚; 𝑆 2 … 5𝑚𝑚; 𝑊 𝑚𝑚; 𝑢 𝑚𝑚

Do đường kính của trục lắp nối là 6 mm và đường kính trục chọn theo moment đầu vào là D mm, việc lắp ráp cần thực hiện thao tác đóng sơ mi cho nội trục và gia công lại Cần tính toán các chi tiết máy một cách chính xác để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

Chi tiết bánh răng bị dẫn:

0,25 0, 25.80 20 mo mo mo v l b mm d d mm mm

Tính toán thiết kế vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết liên quan

3.4 1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc

Vật liệu: sử dụng gang xám GX15-32

Bảng các thông số hộp giảm tốc (công thức theo Bảng 10.2 [1 ])

Thông số Giá trị chọn sơ bộ

Chiều dày thân h p 𝛿 ộ 𝛿 = 0,025𝑎𝑤+ 1 = 0,025 200 + 1 = 6 (𝑚𝑚), chọn 𝛿 𝛿𝑚𝑖𝑛= 7𝑚𝑚 Chiều dày nắp hộp 𝛿1 𝛿1= 0,02𝑎𝑤+ 1 = 0,02 200 + 1 = 5 (𝑚𝑚), chọn 𝛿1 𝛿1𝑚𝑖𝑛= 6𝑚𝑚 Chiều dày gân thân hộp 𝛿3 𝛿3= 𝛿 = 7 (𝑚𝑚)

Chiều dày mặt bích nắp hộp 𝑠1 𝑠 1 = (1,5 … 1,75)𝛿 1 = (1,5 … 1,75) 6 = 9 … 10,5 (𝑚𝑚), chọn 𝑠1= 9𝑚𝑚 Chiều dày mặt bích thân hộp 𝑠2 𝑠2= (1,5 … 1,8)𝛿 = (1,5 … 1,8) 7 = 10,5 …12,6 (𝑚𝑚), chọn 𝑠 2 = 10,5𝑚𝑚 Chiều dày mặt bích đáy hộp q 𝑞 = 2,35𝛿 = 2,35 7 = 16 45, (𝑚𝑚)

- Giữa mặt đáy thân HGT và bệ máy

- Giữa thân và nắp HGT tại gối đỡ (+Δ (2…3))

- Giữa thân và nắp HGT

𝑆3= 𝑆2= 50 (𝑚𝑚) (bulông M10) Khe hở giữa mặt đỉnh bánh răng và mặt trong thân hộp

Vị trí bu lông xiết tại vị trí các mặt bích ( Bảng 10.4 [1])

- Vị trí bu lông xiết tại vị trí đáy HGT với bệ máy

- Vị trí bu lông xiết tại vị trí

55 mặt bích giữa thân và nắp

Khoảng cách từ mặt đáy Y thân hộp đến mặt ngoài bánh răng

Chiều dày nắp và thân HGT tại vị trí lắp ổ

Chiều dày gân: - Bên ngoài Chọn b ng ằ 0,5𝛿 = 0,5 7 = 3,5𝑚𝑚

Kích thước Bu lông, vít chọn theo Bảng 10.3 [1] Đường kính bu lông nền 𝑑1= (0,03 … 0,036)𝑎𝑤+ 12 = (0,03 … 0,036) 200 +

12 = 18 … 19,2 (𝑚𝑚) ,ta chọn bu lông M18 Đường kính bu lông ghp thân và nắp hộp tại đỡ ổ

𝑑2= (0,7 … 0,75)𝑑1= (0,7 … 0,75) 1812,6 …13,5 (𝑚𝑚), ta chọn bu lông M14 Đường kính bu lông ghp thân và nắp hộp tại mặt bích

𝑑3= (0,5 … 0,6)𝑑1= (0,5 … 0,6) 18 = 9 … 10,8 (𝑚𝑚), ta chọn bu lông M10 Đường kính và số vít xiết nắp ổ

Chọn theo bảng dưới Đường kính vít nắp cửa thăm

Số bu lông nền z Chọn theo khoảng cách trục 𝑎𝑤= 200 < 315 , ta chọn 𝑧 4 Đường kính lỗ lắp bu lông

- bu lông ghép thân và nắp hộp tại vị trí ổ

- bu lông ghp thân và nắp hộp tại mặt bích

Trục D, mm 𝜹𝟐, mm 𝒅𝟒, mm 𝒛𝟒, mm

3.4.2 Các chi tiết liên quan đến kết cấu vỏ hộp a) Vít vòng

Theo Phụ lục I.27, kích thước của vít vòng được xác định dựa trên khối lượng HGT ước tính là 140kg, thông qua khoảng cách trục a Vít vòng này chịu lực theo phương thẳng đứng và sử dụng sản phẩm từ Misumi.

Ta dùng chốt định vị côn của NSX HIMENOcó các thông số như sau Đường kính chốt

Theo Phụ lục I.23 [1] ta chọn que thăm dầu loại có ren với các thông số

GVHD: Tr n ng H d) Nút tháo dầu

Theo Phụ lục I.24 [1] ta chọn nút tháo dầu dạng trụ với các thông số

Theo Phụ lục I.2 5 [1] ta chọn cửa thăm dầu với các thông số

A B A1 B1 C K R Kích thước vít Số vít

Theo Phụ lục I.26 [1] ta chọn nút thông hơi với các thông số

M48x3 35 45 25 70 62 52 10 5 15 13 32 10 56 36 62 55 g) Các chi tiết phụ khác

Lót kín ổ lăn giúp bảo vệ khỏi bụi bặm, chất bẩn và hạt cứng, ngăn ngừa hư hỏng, mài mòn và han gỉ Ngoài ra, lót kín còn hạn chế hiện tượng tràn dầu ra ngoài, góp phần tăng tuổi thọ cho ổ lăn, đặc biệt trong môi trường có nhiều loại hóa chất.

Vòng phớt được ưa chuộng nhờ cấu trúc đơn giản và dễ thay thế, nhưng chúng cũng dễ bị mòn do ma sát, đặc biệt khi bề mặt trục có độ nhám cao.

Ta chọn ph t d u c a hãng ớ ầ ủ Musashicho đường kính trục 𝜙32 và 𝜙38

Ngăn mỡ trong ổ và dầu trong hộp.

3 4.3 Tng kết bu lông và vít

Loại Vị trí Kích thước Số lượng

Giữa hộp giảm tốc với bệ máy M18x30 4

Giữa động cơ với bệ máy M15x50 4

CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP

Chọn dầu bôi trơn bộ truyền bánh răng

4.1.1 Chọn phương pháp bôi trơn

Bộ truyền tính toán là bộ truyền kín

Vận tốc vòng 𝑣 = 0,64 (𝑚/𝑠)thuộc khoảng vận tốc vòng từ 0,3 đến 12 m/s

Do vậy phương pháp ta chọn để bôi trơn là ngâm trong dầu

Ta chọn độ nhớt động (40°𝐶) theo B ng 13.27 ả [1] được 𝜈 = 34 (𝑐𝑆𝑡), 1𝑐𝑆𝑡1 𝑚𝑚 2 /𝑠

Ta chọn loại dầu SHL Synthdro 32HF của nhà sản xuất SHL

4.1.3 Xác định mức dầu là lượng dầu bôi trơn

Xác định khoảng cách Y – từ vị trí thấp nhất của đường kính vòng đỉnh bánh bị dẫn đến đáy hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp các trục nằm ngang, bánh bị dẫn được ngâm trong dầu thì: (2,25𝑚𝑛… 4𝑚𝑛) ≤ ℎ𝑚≤ 𝑑𝑎2/6

Vậy ta chọn ℎ𝑚 𝑚𝑎𝑥= 50 (𝑚𝑚), suy ra ℎ𝑚 𝑚𝑖𝑛= 40 (𝑚𝑚)

Dung sai lắp ghép

- Đối với hệ thống trục, ta chọn cấp chính xác là 6

- Với hệ thống lỗ gia công phức tạp hơn, ta chọn cấp chính xác 7

Căn cứ vào yêu cầu làm việc từng chi tiết trong hộp giảm tốc, ta chọn các kiểu lắp ghp theo các ưu tiên trong Bảng 4.5 và Bảng 4.6 [4]

Vòng trong chịu tải theo chu kỳ, do đó cần lắp ghép trung gian có độ dôi để đảm bảo tình trạng chịu lực đồng đều và ổn định Việc lựa chọn mối lắp k6 phải tuân theo tiêu chuẩn trong Bảng 4.10 [4].

Vòng ngoài của ổ bi không quay và có khả năng chịu va đập cục bộ Để tối ưu hóa quá trình này, chúng ta chọn cách lắp hở, giúp vòng ngoài có thể xê dịch trong quá trình va đập, từ đó làm cho quá trình mòn ổ diễn ra đều hơn.

Ta chọn kiểu lắp H7 theo Bảng 4.7 [4].

- Lắp ghép bánh răng trên trục: bánh răng trên trục chịu tải vừa, va đập nhẹ, tải trọng không đổi, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6

- Lắp nắp ổ vào thân hộp: dễ dàng tháo lắp điều chỉnh, ta chọn lắp hở H7/h6

- Lắp vòng chắn dầu trên trục: dễ dàng tháo lắp thay thế, chọn kiểu lắp trung gian H7/k6

- Lắp chốt định vị: đảm bảo đồng tâm và chắc chắn, ta chọn kiểu lắp chặt P7/h6

- Lắp ghép then:Theo Bảng 4.11 [4]

+ Theo chiều rộng: chọn kiểu lắp trên trục là N9/h9, trên may ơ là Js9/h9 đối với then bằng, theo chiều cao chọn mối ghp h11, theo chiều dài chọn h14

+ Theo kiểu lắp theo D, chọn H7/js6 cho then hoa trên trục II

+ Trục I – bánh đai bị dẫn: k6

+ Phớt chắn dầu, ta chọn mối ghp h8 vì không cần chính xác cao đoạn trục, lắp lỏng để dễ dàng thay thế, kiểm tra ổ lăn

Bảng dung sai lắp ghép

STT Chi tiết, mối lắp Kích thước Kiểu lắp

0 -36 Trục II trên may ơ 16 × 10 × 70 Js9/h9 +18 0

Trục II tại nối trục (then hoa) 6 × 36 × 32 H7/js6 +25

Trục I – bánh đai bị dẫn 30 k6 +15

THIẾT KẾ BỘ PHẬN CÔNG TÁC VÀ BỆ MÁY

Tính toán trục công tác

Ta ch n vọ ật liệu làm trục là Thp C45 thường hóa với  = b 600MPa Ứng su t xo n cho phép ấ ắ     30MPa

Xác định đường kính sơ bộ:

 = Chọn sơ bộ đường kính trong ổ lăn bằng 60mm

- Tính toán cho tr ụ c d ẫ n xích t i (tr ả ụ c III):

Tính các ph n l c liên kả ự ết tạ ối i g

Ax y Ay r Dy nt Dx

Tính toán chính xác các đoạn trục

Theo biểu đồ moment ta nhận thấy tiết diện nguy hiểm nhất là tại B, nên ta đi kiểm tra bền tại B

Giá trị ứng suất uốn và xoắn:

Tính ứng suất uốn tương đương:

 =  + = +     Nhn xt: Vậy thiết kế sơ bộ là thỏa bền vì thỏa điều kiện bền tại tiết diện nguy hiểm nhất (tại B)

Từ ứng suất uốn tương đương trên, ta có 32 td 3 10 3 td

 =     Trong đó giá trị 𝑀𝑡𝑑(𝑁𝑚) được xác định bằng công thức

Mtd =M +M + T Nm Suy ra: M tdB = 960,7 2 +733, 4 2 +0,75.1063,7 2  1519,7 (Nm

Xác định chính xác đường kính đoạn trục bằng công thức:

Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑𝐵= 𝑑𝐶= 60 𝑚𝑚) (

Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑𝐴= 𝑑𝐷= 55 (𝑚𝑚)

Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑑𝐸= 50 (𝑚𝑚)

May ơ đoạn trục lắp đĩa xích:

Nhn xt: vì trên đoạn trục có then, nên ta chọn đường kính chính xác tăng 10%

- Tính toán cho tr ụ c b ị ẫ d n xích t i (tr ả ụ c IV):

Tính các ph n l c liên kả ự ết tạ ối g i

Tính toán then

Chọn then bằng đầu tròn cho đoạn tr c Theo ụ B ng 9.1 ả [1] ch n then ọ 𝐴 18×

11 × 70 chiều sâu rãnh then: Trục 𝑡 1 = 7𝑚𝑚; Mayơ 𝑡 = 4,4𝑚𝑚 2

𝑙1= 𝑙 − 𝑏 = 70 − 11 = 59𝑚𝑚 – chiều dài làm việc của then

𝑡2 – độ sâu rãnh then trên mayơ

 =bl= =    vìtải trọng làm việc tĩnh.

❖ Chọn then tại đầu nối nối trục

Chọn then bằng đầu tròn cho đoạn tr c Theo ụ B ng 9.1 ả [1] ch n then ọ 𝐴 16×

10 × 70 chiều sâu rãnh then: Trục 𝑡 1 = 6𝑚𝑚; Mayơ 𝑡 = 4,3𝑚𝑚 2

𝑙1= 𝑙 − 𝑏 = 70 − 10 = 60𝑚𝑚 – chiều dài làm việc của then

𝑡2 – độ sâu rãnh then trên mayơ

 =bl= =    vìtải trọng làm việc tĩnh.

Chọn ổ lăn

Thông số cho trước (biết từ phần tính toán trc):

Số vòng quay ổ 𝑛 = 36 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) Đường kính vòng trong 𝑑 = 55𝑚𝑚 Điều kiện làm việc: tải tĩnh, quay 1 chiều và làm việc 2 ca

Thời gian làm việc của ổ tính bằng giờ 𝐿ℎ= 24000 (ℎ)

Xác định lực hướng tâm tác dụng lên ổ theo công thức

2 2 2 2 73342 96072 12086,4 ( rA rAx rAy Ax Ay

2 2 2 2 123742 96072 15665,6 ( rD rDx rDy Dx Dy

Lực dọc trục đối với trục III: F a =0 ( )N

Ti trọng quy ước Q tác động lên  Đối với ổ đỡ chặn thì tải trọng quy ước Q là tải trọng hướng tâm không đổi 𝑄𝑟

𝐾𝜎= 1,2 – hệ số xt đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ, chọn theo Bảng 9.3 [1]

𝐾 𝑡 = 1 – hệ số xt đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới tuổi thọ ổ (máy làm việc dưới 100℃)

𝑉 = 1 – hệ số tính đến vòng nào quay (vòng trong quay)

𝑋 = 1; 𝑌 = 0 – hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

Suy ra tải trọng quy ước

Tuổi thọ ổ tính bằng triệu vòng quay (tải trọng tĩnh):

Kh năng ti trọng động tính toán

Theo Catalogue ] [6 (pag 338) ta che ọn ổ bi đỡ 1 dãy ký hiệu 6311-2Z với 𝑑 = 55𝑚𝑚; 𝐷 0𝑚𝑚; 𝐵 )𝑚𝑚; 𝐶 = 74,1𝑘𝑁; 𝐶0= 45𝑘𝑁

Kh năng ti trọng tĩnh tính toán

Trong đó 𝑋0= 0,6 và 𝑌 0 = 0,5 tra theo Bảng 9.6 [1]

Kết lun: Ổ lăn phù hợp với điều kiện tải tĩnh chọn ổ tương tự cho trục IV,

5.5 Thiế ết k phần công tác

Vì tải trọng nh , vỏ ận tốc thấp nên ta dùng xích con lăn.

Với bước xích t i 100mm, chúng ta thực hiện kiểm tra xích tải ẻo ải con lăn của nhà sản xuất HangZhou Donghua Chain Group Co., Ltd Mã số FV112-100S đi kèm với các thông số kỹ thuật chi tiết.

Với số răng đĩa xích là 8, đường kính vòng chia 254,65mm Ta chọn đĩa xích K5100S B 8 (dòng BW) của nhà sản xuất KANA (Katayama Chain)

Mã số Số răng z Đường kính vòng chia 𝐷𝑝

(mm) Đường kính vòng ngoài 𝐷0

Bề rộng đĩa xích T (mm)

Vật liệu: sử dụng thp hộp, thp chữ U 70x40x5, thp chữ V 70x70x5, tấm inox cho chắn dày 2mm

Kích thước bao bệ máy: 4456x1685x1020

STT Tên gọi Ký hiệu Hãng sản xuất

Số lượng Đơn vị Giá Ghi chú

2 Thân hộp giảm tốc - Gia công 1 Cái -

3 Nắp hộp giảm tốc - Gia công 1 Cái -

4 Trục cấp nhanh - Gia công 1 Cái - 350HB, t ôi

5 Trục cấp chậm - Gia công 1 Cái - 320HB, t ôi

6 Bánh răng lớn - Gia công 1 Cái -

7 Nắp ổ trục dẫn - Gia công 2 Cái - 1 kín, 1 hở

8 Nắp ổ trục bị dẫn - Gia công 2 Cái - 1 kín, 1 hở

9 Vòng chắn dầu - Gia công 4 Cái -

10 Que thăm dầu - Gia công 1 Cái -

11 Nắp cửa thăm - Gia công 1 Cái - Kèm đệm

12 Thông hơi HGT - Gia công 1 Cái -

13 Nút tháo dầu - Misumi 1 Cái -

14 Đệm nút tháo dầu - Misumi 1 Cái -

16 Phớt chắn dầu trục I AD32

18 Chốt định vị - HIMENO 2 Cái - Côn

20 ổ lăn trục II HGT 6308-Z 2 Cái -

21 ổ lăn trục xích tải 6311-2Z 4 Cái -

27 Trục bị dẫn xích tải - Gia công 1 Cái - Tôi

HangZhou Donghou Chain Group Co., Ltd

30 Chân đế bệ máy 8 Cái

35 Chất làm kín bề mặt 1 Lọ

Bu lông, đai ốc, đệm vênh

45 Bu lông căng đai Misumi 2