Thiết kế hệ thống dẫn động xe tải trên đường ray trục

Thiết kế hệ thống dẫn động xe tải trên đường ray trục đề tài Thiết kế hệ thống dẫn động xe tải trên đường ray trục

Tiểu Luận PRO(123docz.net) ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH 🙞···☼···🙜 ĐỒ ÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐỀ 1- Phương án LỚP L09-HK 211 Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 Tiểu Luận PRO(123docz.net) ĐỀ TÀI Đề số 1: Thiết kế hệ thống dẫn động xe tải đường ray trục Phương án: Hệ thống dẫn động gồm: 1: Động điện 2:Nối trục đàn hồi 4:Bộ truyền bánh trụ thẳng 3: Hộp giảm tốc bánh trụ cấp 5: Đường ray 6: Bánh xe Số liệu thiết kế : Quay chiều làm việc ca (Làm việc 300 ngày / năm, /ca ) Lực cản đường ray , F (N) 2400N Vận tốc vòng, v (m/s) 1,25m/s Đường kính bánh xe ,D mm 400mm Thời gian phục vụ, L năm năm Tiểu Luận PRO(123docz.net) MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Phần 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.3 Bảng thông số kỹ thuật Phần 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 10 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 10 2.1.1 Cặp bánh trụ thẳng ( để hở ) 10 2.1.1.1 Chọn vật liệu 10 2.1.1.2 Xác định ứng suất cho phép 10 2.1.1.3 Xác định thông số ăn khớp 12 2.1.1.4.Kiểm tra độ bền uốn 13 2.1.1.5.Kiểm tra độ bền tiếp xúc 13 2.1.1.6.Kiểm tra tải 14 2.1.2 Cặp bánh trụ thẳng hộp giảm tốc cấp 14 2.1.2.1 Chọn vật liệu 14 2.1.2.2 Xác định ứng suất cho phép 15 2.1.2.3 Xác định thông số ăn khớp 16 2.1.2.4.Kiểm tra độ bền uốn 16 2.1.2.5.Kiểm tra độ bền tiếp xúc 17 2.1.2.6.Kiểm tra tải 17 2.2 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN 19 2.2.1 Chọn vật liệu xác định đường kính sơ trục 20 2.2.2.Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 20 2.2.3 Phân tích lực truyền 21 2.2.4 Chọn kiểm nghiệm then 25 Tiểu Luận PRO(123docz.net) 2.2.5 Kiểm nghiệm độ bền trục 2.3 TÍNH CHỌN Ổ LĂN 27 30 2.3.1 Trục I 30 2.3.2 Trục II 32 2.4 TÍNH TỐN NỐI TRỤC 33 Phần : CHỌN THÂN MÁY, BULONG, CÁC CHI TIẾT PHỤ, DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP CHỌN THÂN MÁY 34 CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN ĐẾN KẾT CẨU VỎ HỘP 36 CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC 39 BẢNG TỔNG KẾT BULONG 41 DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP 41 Tiểu Luận PRO(123docz.net) LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đà phát triển khoa học kĩ thuật đóng vai trị quan trọng đời sống người Việc áp dụng khoa học kĩ thuật làm tăng suất lao động đồng thời góp phần khơng nhỏ việc thay sức lao động người lao động cách có hiệu nhất, bảo đảm an tồn cho họ trình làm việc Các hệ thống khí thay tuyết vời cho sức người việc tự động hóa sản xuất tăng suất lao động Kết hợp với việc điều khiển chúng, ta góp phần vào cơng tự động hóa đại hóa mà đất nước Việt Nam thực Hệ thống dẫn động xe tải đường ray cầu trục hệ thống di chuyển vật nặng cồng kềnh phía nhà xưởng thay di chuyển theo lối sàn nhà thiết bị có khả nâng lên, hạ xuống di chuyển vật nặng từ nơi sang nơi khác Hệ thống sử dụng phổ biến để di chuyển nguyên vật liệu phục vụ sản xuất, lưu kho hàng hóa, bốc xếp hàng hóa nhà xưởng, phục vụ kho bãi trời, phục vụ ga tàu bến cảng Tiểu Luận PRO(123docz.net) Hệ thống dẫn động xe tải đường ray cầu trục môn học giúp cho sinh viên có kiến thức việc thiết kế hệ thống truyền động khí, để từ có cách nhìn hệ thống sản xuất, việc điều khiển hệ thống tự động nhà máy, xí nghiệp hay phân xưởng Trong phạm vi đồ án, kiến thức từ môn sở Nguyên Lý Máy, Cơ lý thuyết, Vẽ kỹ thuật…được áp dụng giúp sinh viên có nhìn tổng quan hệ thống dẫn động khí Từ đây, cộng với kiến thức chuyên ngành, em tiếp cận với hệ thống thức tế, có nhìn tổng quan để chuẩn bị cho đồ án luận văn tốt nghiệp Tiểu Luận PRO(123docz.net) Phần 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động : 1.1.1 Chọn hiệu suất động Hiệu suất truyền động hệ thống: =0,97.0.94.0,98.0.995 =0,8802 o η = ηbr1ηbr2ηntη3 l Với : ηbr1= 0,97 : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng hộp giảm tốc cấp ( che kín) ηbr2= 0,94 : hiệu suất truyền bánh trụ thẳng (để hở) ηnt = 0,98 : hiệu suất nối trục đàn hồi ηol = 0,995: hiệu suất ổ lăn 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết động Cơng suất phận công tác bánh xe: Pct = 𝑣 = 2400 1,25 = KW 1000 1000 Suy công suất cần thiết động P=𝑡= η = 3,41 KW 0,8802 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ động : Số vịng quay trục cơng tác: ct= 60000𝑣 = n60000.1,25 =59,68 vòng /phút 400 Chọn tỷ số truyền sơ hệ thống usb =uhgt.ubr.unt = 6.4.1 = 24 Với uhgt = : tỷ số truyền hôp giảm tốc ubr= : tỷ số truyền truyền bánh trụ thẳng unt = : tỷ số truyền nối trục Tiểu Luận PRO(123docz.net) Dựa vào bảng 3.2 sách giáo trình cho tiết máy thầy Nguyễn Hữu Lộc trang 95, ta chọn uhgt = 6, ubr= 4, unt = Tiểu Luận PRO(123docz.net) Số vòng quay sơ động : nsb= usb.nct = 59,68 24= 1432,32 (vòng/phút) 1.1.4 Chọn động điện Chọn động điện thỏa mãn : Pđc ≥ P với P = 3,41 Kw nđc ≈ nsb với nsb =1432,32 vòng/ phút -Ta chọn động SGA 112M có cơng suất 4KW số vịng quay động 1440 vòng/ phút theo phụ lục 15.2 sách tập Chi tiết máy thầy Nguyễn Hữu Lộc 1.2 Phân phối tỷ số truyền Chọn tỉ số truyền hệ thống dẫn động: uch = ndc = 1440 = 24,13 nlv 59,68 Tỷ số truyền hộp giảm tốc: uhgt = Tỷ số truyền bánh răng: ubr =4,02 Sai số tỉ số truyền: Δ%= 24,13−24 = 0.54% 24 Tính tốn giá trị công suất trục: P = Pct = III = 3,015(KW) 0,995 ηol = P 3,015 = 3,224(KW) = PIII II P= I ηbr2ηol 0,94.0,995 PII = ηbr1ηol Pđc 3,224 0,97.0,995 = PI = 3,344(KW) ηnt Tiểu Luận PRO(123docz.net) 0,98 = 3,35 = 3,41 (KW) Số vòng quay trục: nđc = 1440(vòng/phút) n = ndc = 1440 = 1440(vòng/phút) I unt Tiểu Luận PRO(123docz.net) - Thời gian làm việc : L = 60.ℎ = 60.28800.240 =414,72 triệu vịng 106 106 - Khả tải đơng tính tốn : Ct =Q =6269,303 414,72 =46752,41N -Vì Ct Q0 =𝑟 = 5224,42N với =0,6 0=0,5 -Như n = 240 ( vịng/ phút) 75 2.4 TÍNH TỐN NỐI TRỤC Momen xoắn : T= 22614,93 N.mm = 22,61 N.m Đường kính trục động cơ: dđc =28 mm Đường kính trục đầu: d=22 mm Ta chọn nối trục vòng đàn hồi Tiểu Luận PRO(123docz.net) T, Nm 63 d 28 D dm L l d1 D0 z nmax B B1 l1 D3 100 50 124 60 36 71 5700 28 21 20 l2 20 Tiểu Luận PRO(123docz.net) Kích thước chốt: T, Nm dc 63 d1 D2 l l1 l2 l3 h 10 M8 15 42 20 10 15 1,5 Kiểm nghiệm sức bền đập vòng đàn hồi: = 𝑑 𝑑3 = 2.1,5.22614,93 = 1,06 𝑎 < 𝑑 6.71.10.15 Kiểm nghiệm sức bền chốt: = 1,5 22614,93 25 < = = 19,90𝑝𝑎 0,1𝑑3 = 2…4 𝑎 = 60…80 𝑎 0,1.103 71.6 Với k =1,5: hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy Với = + = 20 + 10 = 25 2 Vậy vòng đàn hồi chốt thỏa điều kiện bền Phần : CHỌN THÂN MÁY, BULONG, CÁC CHI TIẾT PHỤ, DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP CHỌN THÂN MÁY: 1.1 Yêu cầu: - Chỉ tiêu hộp giảm tốc khối lượng nhỏ độ cứng cao - Vật liệu làm vỏ gang xám GX15-32 - Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ, … - Bề mặt lắp ghép nắp thân cạo mài để lắp sít, lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt - Chọn bề mặt ghép nắp thân: song song mặt đế - Mặt đáy phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 20 chỗ tháo dầu lõm xuống Tiểu Luận PRO(123docz.net) 1.2 Xác định kích thước vỏ hộp: Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: - Thân hộp, δ δ = 0,03a + = 10 mm - Nắp hộp, δ1 Gân tăng cứng: - Chiều dày, e δ1 = 0,9δ = mm e = (0,8 ÷ 1)δ = mm - Chiều cao, h h < 58 mm - Độ dốc khoảng 2o Đường kính: - Bulơng nền, d1 d1 > 0,04a + 10>12 = 16 mm - Bulông cạnh ổ, d2 d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = 10 mm - Bulơng ghép bích thân, d3 d3 = (0,8 ÷ 0,9)d2 = 10 mm - Vít ghép nắp ổ, d4 d4 = (0,6 ÷ 0,7)d2 = mm - Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d5 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = mm Mặt bích ghép nắp thân: - Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 = (1,4 ÷ 1,8)d3 = 18 mm - Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 = (0,9 ÷ 1)S3 = 18 mm - Bề rộng bích nắp thân, K3 K3 ≈ K2 - (3 ÷ 5) = 45-5=40 mm - Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2 - Tâm lổ bulông cạnh ổ: E2 C (là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lổ) - Chiều cao h K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5) = 45 mm E2 ≈ 1,6d2 = 22 mm R2 ≈ 1,3d2 = 15 mm C ≈ D3/2 = 55 mm h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: - Chiều dày: khơng có phần lồi, S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 = 26 mm S1 Dd xác định theo đường kính dao - Khi có phần lồi,Dd; S1; S2 kht S1 ≈ (1,4 ÷ 1,7)d1 = 30 mm Tiểu Luận PRO(123docz.net) S2 ≈ (1 ÷ 1,1)d1 = 18 mm - Bề rộng mặt đế hộp, K1 q K1 ≈ 3d1 = 54 mm q ≥ K1 + 2δ = 74 mm Khe hở chi tiết: - Giữa bánh với thành hộp - Giữa đỉnh bánh lớn với đáy Δ ≥ (1 ÷ 1,2)δ = 10 mm hộp Δ1 ≥ (3 ÷ 5)δ = 32 mm - Giữa mặt bên bánh với Δ ≥ δ=10mm Z = (L + B)/(200 ÷ 300) = Số lượng bulông nền, Z L=408mm B=224 mm CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN ĐẾN KẾT CẨU VỎ HỘP: 2.1 Chốt định vị: Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bulơng 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 Ta dùng chốt định vị hình có thơng số sau: d c l 32 Tiểu Luận PRO(123docz.net) 2.2 Nắp ổ: - Che chắn ổ lăn kháng bụi từ bên - Làm vật liệu GX15-32 Kết cấu nắp ổ hộp giảm tốc Trục D D2 D3 d4 h Dn d4 z I 92 38 26 10 23,5 62 8(M8) II 140 48 36 10 12,5 110 8(M8) 2.3 Cửa thăm: Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Tiểu Luận PRO(123docz.net) Trên nắp có lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn sau: 2.4 A B A1 C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 130 87 12 M8 x 16 B1 C Nút thông hơi: Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông lắp nắp cửa thăm Kích thước nút thơng hơi: A B C D E F M27x2 15 30 15 36 32 G H I J K L M N O 18 22 36 32 10 2.5 Nút tháo dầu: -Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Tiểu Luận PRO(123docz.net) - Kết cấu kích thước nút tháo dầu sau : d B C D D1 L f M16 x 1,5 12 19,6 26 22 2.6 Que thăm dầu: - Đê kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu Que thăm dầu CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC: 3.1 Vòng phớt: -Vòng 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 Tuổi thọ ổ lăn phụ thuộc nhiều vào vòng phớt Tiểu Luận PRO(123docz.net) -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 Vịng phớt 3.2 Vịng chắn dầu: Để ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp Vòng chắn dầu BẢNG TỔNG KẾT BULONG: ❖ Bu long nền: d1=16 , chọn M16x80 ❖ Bu lông cạnh ổ: d2=10, chọn M10x100 Tiểu Luận PRO(123docz.net) ❖ Bu long ghép bích nắp thân: d3=10, chọn M10x40 ❖ Vít ghép nắp ổ: d4=8,M8x30 ❖ Vít ghép nắp cửa thăm: d5=8, M8x15 ❖ Bảng tổng kết sau: Bulong –đai M8 M10 M16 S 14 17 27 D 16 20 32 h 5,6 11,2 hđ/ốc 6,4 12,8 10 M8x30 M10x40 M8x15 M10x100 ốc Số lượng M16x80 DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP: -Căn vào yêu cầu làm việc chi tiết hộp giảm tốc, ta chọn kiểu lắp ghép sau: 5.1 Dung sai ổ lăn: -Vòng ổ lăn chịu tải tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vòng ổ không 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 chuển dọc trục nhiệt tăng trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7 5.2 Lắp ghép bánh trục: -Bánh lắp lên trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiểu lắp ghép H7/k6 Tiểu Luận PRO(123docz.net) 5.3 Lắp ghép nắp ổ thân hộp: -Để dễ dàng cho việc tháo lắp điều chỉnh, ta chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 5.4 Lắp ghép vòng chắn dầu trục: -Để dễ dàng cho tháo lắp, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/Js8 5.5 Lắp chốt định vị: -Để đảm bảo độ đồng tâm không bị sút, ta chọn kiểu lắp chặt P7/h8 5.6 Lăp ghép then: -Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trục P9/h8 kiểu lắp bạc Js9/h8 -Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then h11 -Theo chiếu dài, sai lệch giới hạn kích thước then h14 BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP Kích Chi tiết thước Mối lắp ES EI es ei (μm) (μm) (μm) (μm) +30 +21 +2 (mm) Bánh 50 H7/ k6 Độ dôi Độ hở lớn lớn nhất 21 28 Ổ BI ĐỠ CHẶN Ổ vịng ngồi d Trục I 62 H7/ k6 +30 +21 +2 21 28 Trục II 110 H7/ k6 +35 +25 +3 25 32 Ổ vòng d Trục I 30 H7/ k6 +25 +18 +2 18 23 Trục II 40 H7/ k6 +25 +18 +2 18 23 -22 51 Then (trục) bxh Trục I 8x7 P9/ h8 -15 -51 Tiểu Luận PRO(123docz.net) Trục II 10x8 P9/ h8 -15 -51 -22 51 14x9 P9/ h8 -18 -61 -27 61 Then (bánh + bánh xích + nối trục) Nối trục 8x7 Js9/ h8 +18 -18 -22 18 Br2 10x8 Js9/ h8 +18 -18 -22 18 Br 14x9 Js9/ h8 +21 -24 -27 24 d=6 P7/h8 -9 -27 -22 27 25 H7/js8 +21 +16 -16 16 37 45 H7/js8 +25 +19 -19 19 44 25 H7/ js8 +21 +16 -16 16 37 35 H7/ js8 +25 +19 -19 19 44 62 H7/h6 +30 0 -19 49 110 H7/h6 +35 0 -22 57 150 H8/h7 +63 0 -40 103 Chốt định vị - vỏ hộp Vòng chắn dầu – trục I Vòng chắn dầu – trục II Vòng phớt – trục I Vòng phớt – trục II Nắp bích ổ lăn trục I Nắp bích ổ lăn trục II Năp cửa thăm – nắp hộp Tiểu Luận PRO(123docz.net) KẾT LUẬN Qua thời gian làm đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động khí, nhóm em nắm vững cách phân tích cơng việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho tốn thiết kế Vì đặc trưng nghiên cứu mơn học tính hệ truyền động nên qua giúp cho sinh viên có cách xử lý sát thực biết cách kết hợp với kiến thức học để tính tốn chọn phương án tối ưu cho thiết kế Dù cố gắng hoàn thành đồ án với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng có hướng dẫn cụ thể quý thầy cô khoa Cơ khí hiểu biết cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắn đồ án cịn có nhiều thiếu sót bất cập Vì vậy, nhóm em mong sửa chữa đóng góp ý kiến q thầy để em rút kinh nghiệm bổ sung thêm kiến thức Nhóm em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q thầy khoa Cơ khí hướng dẫn tận tình thầy Phạm Minh Tuấn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục, 2018 [2] Nguyễn Hữu Lộc: Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2018 [3] Trần Hữu Quế: Vẽ kỹ thuật khí, tập Nhà xuất giáo dục, 2018 Tiểu Luận PRO(123docz.net) Tiểu Luận PRO(123docz.net) ... số 1: Thiết kế hệ thống dẫn động xe tải đường ray trục Phương án: Hệ thống dẫn động gồm: 1: Động điện 2:Nối trục đàn hồi 4:Bộ truyền bánh trụ thẳng 3: Hộp giảm tốc bánh trụ cấp 5: Đường ray 6:... Hệ thống dẫn động xe tải đường ray cầu trục mơn học giúp cho sinh viên có kiến thức việc thiết kế hệ thống truyền động khí, để từ có cách nhìn hệ thống sản xuất, việc điều khiển hệ thống tự động. .. xuất tăng suất lao động Kết hợp với việc điều khiển chúng, ta góp phần vào cơng tự động hóa đại hóa mà đất nước Việt Nam thực Hệ thống dẫn động xe tải đường ray cầu trục hệ thống di chuyển vật