Động cơ – đai - bộ truyền bánh răng trụ 1 cấp - khớp nối - xích tải

Động cơ – đai - bộ truyền bánh răng trụ 1 cấp - khớp nối - xích tải Động cơ – đai - bộ truyền bánh răng trụ 1 cấp - khớp nối - xích tải Động cơ – đai - bộ truyền bánh răng trụ 1 cấp - khớp nối - xích tải Động cơ – đai - bộ truyền bánh răng trụ 1 cấp - khớp nối - xích tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI KHOA CƠ KHÍ-BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ LỜI NĨI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng cơng đại hố đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trị quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Cơ lý thuyết, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, Vẽ khí ; giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ Cơ khí, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy, thầy cô bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều q trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy bạn Sinh viên thực Đức Hoàng Nghĩa Đức MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Phần I – Chọn động phân phối tỉ số truyền Chọn động Xác định tỉ số truyền Thông số động Phần II: Tính tốn thiết kế truyền đai Chọn loại đai Các thông số truyền Các lực tác dụng lên truyền Phần III: Tính tốn thiết kế truyền bánh trụ nghiêng Chọn vật liệu 2.Tính toán truyền bánh trụ nghiêng Xác khoảng cách trục Xác định hệ số ăn khớp Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Kiểm nghiệm độ bền uốn Xác địn thông số khác truyền Phần IV : Tính tốn thiết kế trục Xác đinh lực tác dụng Chọn vật liệu Xác định sơ đường kính trục Xác định khoảng cách điểm đặt lực 5.Xác định phản lực đường kính đoạn trục Kiểm nghiệm trục Phần V : Tính chọn then cho trục kiểm nghiệm Phần VI: Ổ lăn Tính tốn cho trục I 1.1 Chọn loại ổ lăn 1.2 Kiểm nghiệm khả tải động 4 5 10 12 12 14 15 15 16 17 18 18 18 19 20 25 29 30 30 31 1.3 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Tính tốn cho trục II 2.1 Chọn loại ổ lăn 2.2 Kiểm nghiệm khả tải động 2.3 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Phần VII : Thiết kế kết cấu Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Các chi tiết khác 2.1 Vòng móc 2.2 Chốt định vị 2.3 Cửa thăm 2.4 Nút thông 2.5 Nút tháo dầu 2.6 Que thăm dầu 2.7 Nắp ổ 2.8 Vít tách nắp thân hộp giảm tốc 2.9 Vòng phớt 2.11 Vòng chắn dầu Phần VII : Lắp ghép, bôi trơn dung sai 8.1 Bôi trơn hộp giảm tốc 8.2 Dung sai lắp ghép 33 33 33 34 35 38 38 38 38 38 39 40 41 41 42 42 43 43 44 ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ: Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải Đề 12 Động – đai - truyền bánh trụ cấp - khớp nối - xích tải Sơ đồ tải trọng Hệ thống băng tải gồm: Động điện pha Bộ truyền đai Hộp giảm tốc bánh trụ cấp Nối trục đàn hồi Băng tải Số liệu thiết kế : Lực băng tải (N) Vận tốc băng tải (m/s) Đường kính tang quay (mm) Góc nghiêng đường nối tâm truyền (độ) Thời gian phục vụ (năm) Một năm làm viêc (ngày) Số ca làm việc (ca) Thời gian làm việc ca Môi trường làm việc Điều kiện bơi trơn Đặc tính tải trọng 1650 0.88 290 180 320 Không bụi Đạt yêu cầu Làm việc êm B NẢTHUYẾẾT MINH ĐỒỒ ÁN CHI TIẾẾT MÁY I.CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động cơ: F v 1650.0 88 ●Công suất làm việc: Plv = 1000 = 1000 =1.45 Kw Công suất yêu cầu trục động cơ: Pct = Pt η Trong đó: η= η3ol ηk ηđ ηbr = 0,993 0,95 0,96= 0,88 ⇒Pct = ⇒n lv= Pt 1.45 = 0,88 =1.65 kW η 60000.0 88 60000 v vòng = 3,14.290 =57.98( phút ) Pi D Chọn sơ tỉ số truyền: usb=u đ ubr =3.4 5=13.5 Số vòng quay sơ động cơ: nsb =nlv usb=57.95 13 5=782.73(vòng / phút ) Theo bảng P1.3 với Pct =1.65 kW nđb=750 vòng / phút ⇒ Dùng động cơ: 4A112MB8Y3 có: v Pđc =2.22 kW , nđc =705 , (tm) p 2.Xác định tỉ số truyền: ●Chọn ud =4 n 705 đc Ta có: ut = n = 57.98 =12.16 lv ⇒u đ = ut 12.16 = =2.70 4.5 u br Tỉ số truyền hộp giảm tốc : u1=2.7 (Tỉ số truyền từ động sang trục 1) ¿ u2=4.5 ¿ Tỉ số truyền từ trục sang trục 2) Thơng số cơng suất, số vịng quay, mơmen trục: Trục II: P 2= n2 = Plv 1.45 =1.46 kW = ηol η k❑ 1.0,99 n1 u2 = ( ) vòng 261.11 =58.02 4.5 phút T =9,55.10 P2 1.46 =240313,68( N mm) =9,55.10 58.02 n2 Trục I: n1= P 1= P2 1.46 =1.54 = ηol η br 0,99.0,96 ( ) nđc 705 vòng =261.11 = u 2.7 phút T =9,55.10 Trục động cơ: Pđc = P1 1.54 =9,55.10 =56324.92(N mm) n1 261.11 P1 1.54 = =2.22 kW ηol ηđ 0,95.0,99 T đc=9,55.106 P đc 1.64 =9,55 106 =22215.60(N mm) 705 nđc II.Thiết kế truyền đai: Các thông số đầu vào: Pđc =1.64 kW ;n đc=705 v ;u =2.7 p đ Chọn loại đai ●Từ hình 4.1(TKI-T59) với công suất cần truyền 1.64 kW số vòng quay động 705 v/p ta chọn tiết diện đai ´b ●Số liệu kích thước đai tra bảng 4.13(T59) ta được: b= 17 mm h= 10,5 mm bt =14 mm y 0=4 mm A=138 mm chọn ε =0,02 d 1=140 mm Đường bánh đai lớn: d 2=355 mm Theo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn: d 2=355 mm Kiểm nghiệm Δu: utd= Δu= | d2 355 = =2.59 ( 1−ε ) d1 ( 1−0.02 ) 140 u td−ud ∨¿ 100 =| ud 2.59 −2.7 |*100 2,7 => Δu=0.4% d thỏa mãn điều kiện Δu≤4% Kiểm nghiệm vận tốc đai: v1 ¿ π d n1 60000 = 140.705 π m m =5.17 < 25 60000 s s ¿>Vận tốc đai thỏa mãnđiều kiện Xác định kích thước thơng số truyền ● Chọn khoảng cách trục Chọn sơ khoảng cách trục: Từ bảng 4.14 với d 2=355 mm utd=2.59 a sb => d =1=¿ asb=¿ d =355 mm=355 mm - Kiểm nghiệm lại công thức (4.14) 0,55.( d 1+ d ) + h ≤ asb ≤ ( d + d )  0,55.( d 1+ d 2) + h=0,55.( 140 + 355 )+12.5=284.75 < a sb  ( d 1+ d ) =2.(140+355)=990 > a sb - Vậy a sb thỏa mãn điều kiện - Theo cơng thức tính chiều dài đai: π ( d 1+d 2) ( d 2−d1 ) π ( 140+ 355 ) ( 355 −140 )2 L=2 a+ + 4a =2 355+ Theo bảng 4.13 (T59) chọn chiều dài đai tiêu chuẩn: L=1600 mm Tính lại khoảng cách trục a: a=( λ+√ λ 2−8 Δ ) /4 Trong đó: λ=L−π d +d 140+ 355 =822.85 mm =1600−π 2 ( d 2−d 1) 355−140 =107.50 mm = ∆= 2 + 355 =1520.09mm ⇒a= 822.85+√ 822.852−8 107.52 =396.87 mm - Góc ơm đai bánh đai nhỏ: ° ° α 1=180 − ° 57 ( d 2−d ) 57 (355−140 ) ° =180 − a 396.87 ¿ 149.12° > 120° (tm) ● Xác định số đai z: z= P1 Kđ ( ¿) P C [ 0] α Cl Cu C z Trong đó: - P1 : Cơng suất trục bánh đai chủ động (kW) P1=2,22 kW [ P0 ] : Công suất cho phép - Từ bảng 4.19 (T62) nội suy chọn: [ P0 ]=1,25 kW K đ : Hệ số tải trọng động Từ bảng 4.7 (T55) làm việc ca nên phải thêm 0,2 C z : Hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng cho các=> K đ =1,2 C α : Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm α - Với α 1=149,12° tra bảng 4.15 => C α =0,92 Cu : Hệ s Cl : Hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai l Từ bảng 4.16 (T61) với: l =0,8 ¿>C l=1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền Tra bảng 4.17 (T61) ⇒C u=1,14 - dây đai F sG=e F rG=0,34.1957,95= 665,7 ( N ) - Dựa vào bảng 11.5: Ʃ F aE= F sG− F a 1=665,7 −855,69=−189,99 ( N ) Ʃ F aG=F sE+ Fa 1=722,7 +855,69=1578,43( N ) Vì: Ʃ F aE< F sE ⇒F aE=722,7 ( N ) Ʃ F aG> F sG ⇒F aG=1578,43( N ) FaE 722,73 Tính tỷ số: V F = 1.125,69 =0,34 ≤e ℜ ⇒ Theo bảng 11.4: X E=1 ; Y E =0 F aG 1578,43 = =0,8>e VF rG 1.1957,95 ⇒X G=0,45 ; Y G=1,62 ⇒QG =( 0,45.1 1957,95+ 1,62.1578,43 ).1 QG=3438,13 N  ¿ QE =¿ 1.1.21225,69+0.722,7).1.1  QE =2125,69 N Q G chịu tải trọng lớn ⇒ QE = √ m Ʃ ( Qim Li) Ʃ Li √ m ¿ QG ( m m Q0 L Q L ) h +( ) h Q1 Lh Q Lh = 3438,13 (N) C d=Q E √ L=3438,13 √185=12327,07 ( N ) m d1 =M16 d2 = ( 0,7… 0,8)d1 =16 => M14 d3 = ( 0,8… 0,9)d2 = 12,8 => M12 d4 = ( 0,6 … 0,7)d2 =9,6 => M10 d5 = ( 0,5 … 0,6)d2 = => M8 S3 =(1,4 … 1,8)d3=20 mm S4 = ( 0,9…1)S3 = 20 mm K3 = K2 – ( 3…5 ) mm =48-3=45 mm Định theo kích thước nắp ổ Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít, D3, D2 Bề rộng mặt ghép bulơng cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 Chiều cao h Trục I: D2=98 , D3=122 Trục 2:d3=140,d2=116 K2 =E2 + R2 + (3…5) mm = 48 mm E2= 1,6d2 = 22,4 mm => lấy 25 R2 = 1,3 d2 = 18,2 mm=> lấy 19 k =1,2d2 =16,8 mm=> lấy 17 h: phụ thuộc tâm lỗ bulơng kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: S = (1,3 ¸ 1,5) d1 = (1,3 1,5).16= 20 24mm Chiều dày: Khi khơng có phần lồi K1 = 3.d1 = 48 mm S1 q = K1 + δ = 64 mm; Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành ∆ ≥ (1÷ 1,2 ) δ = ( 7,65 … 9,18 ) chọn=10 hộp ∆1 ≥ ( 3÷ 5) δ=(24 … 40 chọn =30) Giữa đỉnh bánh lớn với đáy ∆ ≥ 8=10 hộp Giữa mặt bên bánh với Z = ( L + B ) / ( 200…300) Số lượng bulông Z Chọn Z=3 Các chi tiết khác 2.1 Vịng móc: Tên chi tiết: Vịng móc Chức năng: để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép…) nắp thân thường lắp thêm vịng móc Vật liệu: thép 20 Số lượng: 2.2 Chốt định vị Tên chi tiết: Chốt định vị Chức năng: nhờ có chốt định vị, xiết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân) loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Chọn loại chốt định vị chốt hình Thơng số kích thước: Bảng 18.4b ( sách 1)ta được: d1 2.3 Cửa thăm c l d 1,6 36 10 Tên chi tiết: cửa thăm Chức năng: để kiểm tra quan sát chi tiết hộp lắp ghép để đồ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp, nắp có nút thơng Thơng số kích thước: tra bảng 18.5 ( sách )ta A 60 2.4 Nút thơng B 40 C 22 R Vít M10 Số lượng Tên chi tiết: nút thông Chức năng: làm việc nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp người ta dung nút thơng Thơng số kích thước: tra bảng 18.6Tr93[2] ta A B M 27 15 C D E G H 30 15 45 36 32 2.5 Nút tháo dầu I K L 10 M N 22 O P Q R S 32 18 36 32 Tên chi tiết: nút tháo dầu Chức năng: sau thời gian làm việc dầu bơi trơn có chứa hộp bị bẩn (do bụi bẩn hại mài…) dầu bị biến chất Do cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ bị bít kín nút tháo dầu Thơng số kích thước (số lượng chiếc): tra bảng 18.7Tr93[2] ta d b M 10 × 15 2.6 Que thăm dầu m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 23 S 17 D0 20 Tên chi tiết: que thăm dầu Que thăm dầu: Chức que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bôi trơn hộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt máy làm việc ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngồi Số lượng 12 30 18 12 2.7 Nắp ổ Che chắn ổ khỏi bụi bên ngồi Làm từ vật liệu GX 15-32 (Các kích thước tính phần vỏ hộp ) 2.8 Vít tách nắp thân hộp giảm tốc Có tác dụng tách nắp thân hộp giảm tốc, vít M12x45 2.9 Vịng phớt Vịng phớt loại lót kín động gián tiếp nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mịn bị han gỉ Ngồi ra, vịng phớt cịn đề phịng dầu chảy ngồi Tuổi thọ ổ lăn phụ thuộc nhiều vào vòng phớt Vòng phớt dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng Tuy nhiên có nhược điểm chóng mịn ma sát lớn bề mặt trục có độ nhám cao 2.10 Vịng chắn dầu Chi tiết vòng chắn dầu  Chức năng: vòng chắn dầu quay với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu hộp, khơng cho dầu ngồi  Thơng số kích thước vịng chắn dầu a=6 ÷ ( mm) ,t=2 ÷ ( mm ) , b=2 ÷ 5(mm) PHẦN VIII: LẮP GHÉP, BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI Bôi trơn hộp giảm tốc: Bôi trơn hộp giảm tốc: Trong phần thiết kế bánh răng, điều kiện bơi trơn thỏa mãn ta chọn phương pháp bôi trơn dầu Để kiểm tra mức dầu hộp, đảm bảo tốt công việc bôi trơn cho truyền hộp giảm tốc với vận tốc 1…2,5 (m/s) Theo bảng 18.11 ( sách 1)dùng dầu nhớt t0 = 50° (100°) C có độ nhớt 186 Theo bảng 18.13 ( sách 1) với dầu AK15 Độ nhớt ≥ 135 Khối lượng riêng 20°C 0,886…0,926 (g/cm3 ) Bơi trơn ngồi hộp giảm tốc: Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào ta chọn bôi trơn định kì mỡ Khi ổ bơi trơn kỹ thuật, khơng bị mài mịn chất bơi trơn giúp tránh khơng để chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với Ma sát ổ giảm, khả chống mòn ổ tăng lên, khả thoát nhiệt tốt hơn, bảo vệ bề mặt không bị han gỉ, đồng thời giảm tiếng ồn Ta sử dụng mỡ bôi trơn so với dầu mỡ giữ ổ dễ dàng hơn, đồng thời có khả bảo vệ ổ tránh tác động tạp chất độ ẩm Mỡ dùng cho ổ làm việc lâu dài (khoảng năm), độ nhớt bị thay đổi nhiệt độ thay đổi nhiều Theo bảng 15.15a ( sách 1) ta chọn loại mỡ có ký hiệu LGMT2 hãng SKF sản xuất Mỡ tra vào ổ chiếm 1/2 thể tích phận ổ Dung sai lắp ghép Căn vào yêu cầu làm việc chi tiết hộp giảm tốc, ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai ổ lăn Vịng ổ lăn chịu tải tuần hồn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vịng ổ khơng trượt bề mặt trục làm việc Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dơi, tạo điều kiện mịn ổ (trong q trình làm việc quay làm mịn đều) Vịng ngồi ổ lăn khơng quay nên chịu tải cục bộ, ta lắp theo hệ thống lỗ Để ổ di chuyển dọc trục nhiệt độ tăng trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7 Lắp ghép bánh trục: Do bánh không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, khả định tâm phải đảm bảo, không di trượt dọc trục, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 Lắp ghép then Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trục N9/h9 kiểu lắp bạc D10/h9 Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then h11 Theo chiều dài, sai lệch giới hạn kích thước then h14 Lắp ghép nắp ổ thân hộp Để dễ dàng cho việc tháo lắp điều chỉnh, ta chọn kiểu lắp lỏng H7/d11 Lắp ghép vòng chắn dầu Lắp lỏng kiểu D8/k6 cho tất vị trí Bảng thống kê kiểu lắp dung sai Tài liệu tham khảo : Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập 1,2 ( kí hiệu sách 1) Giáo trình sở thiết kế máy (Quyển2) Dung sai lắp ghép (Ninh Đức Tốn) ... =9,55 .10 58.02 n2 Trục I: n1= P 1= P2 1. 46 =1. 54 = ηol η br 0,99.0,96 ( ) nđc 705 vòng =2 61. 11 = u 2.7 phút T =9,55 .10 Trục động cơ: Pđc = P1 1. 54 =9,55 .10 =56324.92(N mm) n1 2 61. 11 P1 1. 54 =... Kiểm nghiệm trục mặt cắt có lắp bánh răng: Trục I II K δdj K τdj δ max 1, 14 1, 14 0,82 0,82 20,47 20,09 W oj τ mj 39 81, 12 7,07 11 947,62 10 ,32 S δj S τj 11 , 21 11. 42 26 ,17 19 ,92 S 10 ,3 9, 91 Ta có :... trục Phần V : Tính chọn then cho trục kiểm nghiệm Phần VI: Ổ lăn Tính tốn cho trục I 1. 1 Chọn loại ổ lăn 1. 2 Kiểm nghiệm khả tải động 4 5 10 12 12 14 15 15 16 17 18 18 18 19 20 25 29 30 30 31