Đồ án thiết kế chi tiết máy CHỌN ĐỘNG cơ và PHÂN PHỐI tỉ số TRUYỀN

Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang MỤ C LỤ C LỜI NÓI ĐẦU PHẦN : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Tính tốn chọn động Phân phối tỉ số truyền cho hệ dẫn động Bảng đặc tính PHẦN 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Chọn loại đai Xác định thông số truyền Tính tốn lực tác dụng PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HỘP GIẢM TỐC CÔN TRỤ 10 Bộ truyền cấp nhanh – bánh côn thẳng 10 Bộ truyền cấp chậm – bánh trụ thẳng 20 PHẦN 4: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 30 Tính tốn lực tác dụng 30 Tính tốn sơ trục 30 Thiết kế trục 31 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục 37 Tính chọn then cho trục kiểm nghiệm then 38 Kiểm nghiệm trục 39 PHẦN : THIẾT KẾ KHỚP NỐI TRỤC VÀ CHỌN Ổ LĂN 42 Khớp nối trục 42 Chọn ổ lăn 43 PHẦN 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP 50 Thiết kế vỏ hộp chọn bulông 50 Các chi tiết phụ khác 55 Các đặc tính kỹ thuật chủ yếu hộp giảm tốc 55 Bôi trơn hộp giảm tốc 56 PHẦN 7: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP 57 Chọn kiểu lắp ghép 57 Dung sai lắp ghép mối ghép then 57 SVTH: Trần Thanh Tùng -1- Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Các kiểu lắp ghép truyền 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 SVTH: Trần Thanh Tùng -2- Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển 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 cơng 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 trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy bạn Sinh viên thực Trần Thanh Tùng SVTH: Trần Thanh Tùng -3- Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang PHẦN : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Sơ đồ nguyên lí Hệ dẫn động băng tải Sơ đồ gia tải Động điện không đồng pha Bộ truyền bánh đai thang Hộp giảm tốc cấp côn-trụ Khớp nối trục đàn hồi Băng tải Tính tốn chọn động 1.1 Các thơng số tính tốn + Hệ thống truyền động băng tải làm việc với thông số sau: + Công suất trục công tác: 13 (kW) + Số vịng quay trục cơng tác: (vg/ph) +Thời gian phục vụ: L = (năm) + Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ ( năm làm việc 300 ngày, ca làm việc ) +Chế độ tải: 1.2 ; ; ; Xác định công suất cần thiết động Cơng suất cần thiết động điện tính theo công thức sau: Trong trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: theo cơng thức sau: tính SVTH: Trần Thanh Tùng -4- Đồ án thiết kế Chi tiết máy √ P =P td lv Hiệu suất truyền động : Trong đó: - hiệu suất toàn hệ thống truyền động - hiệu suất cặp ổ lăn ( cặp ): - hiệu suất khớp nối trục: - hiệu suất cặp bánh trụ thẳng : - hiệu suất cặp bánh nón thẳng : - hiệu suất truyền đai thang: Thay số vào (1) ta được: = 0,9954 0,99 0,98 0,97 0,96 = 0,88 1.3 Công suất cần thiết động điện: Chọn động Dựa vào bảng P1.3/ trang 237- sách “ Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1” “Trịnh Chất – Lê Văn Uyển”, ta có thơng số Pct =15 kW ; ndb=1 460 v/ph phù hợp với động 4A160S4Y3, có số liệu kĩ thuật sau: Kiểu động Công suất (kW) Số vòng quay (v/ph) 4A160S4Y3 15 1460 cos φ 0,88 2,2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ dẫn động Tỉ số truyền hệ thống dẫn động băng tải: ut = nđc = 14 60 =162,22 nlv Ta chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh côn trụ: uh =ubrc ubrt =12 1,4 SVTH: Trần Thanh Tùng -5- Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Tra bảng 3.21 trang 45 (TK1), với uh =12 ta tìm ubrc=3,75 u 12 Suy ra: Tỉ số tuyền cặp bánh trụ: ubrt = h = =3,2 ubrc 3,75 Tỉ số tuyền truyền động đai: Bảng đặc tính 3.1 Tính tốn cơng suất trục Pđc=15( kW ) Công suất động cơ: Công suất trục 1: P1=Pđc ηol ηđai=15 0,99 0,96=14,25( kW ) Công suất trục 2: P2=P1 ηol ηbrc =14,25 0,99 0,97=13,68(kW ) Công suất trục 3: P3=P2 ηol ηbrt=13,68 0,99 0,98=13,27(kW ) Công suất trục làm việc : Plv =P3 ηol ηkn=13,27 0,99 0,99=13(kW ) 3.2 Tính tốn số vòng quay trục n đc=1460 v / ph Số vòng quay động cơ: Số vòng quay trục 1: Số vòng quay trục 2: n1 = nđc = 1460 =108,06 v / ph uđai 13,51 n2 = n1 = ubrc 108,06 =28,81 v / ph 3,75 Số vòng quay trục 3: Số vòng quay trục làm việc: 3.3 Tính tốn moment xoắn trục Moment xoắn động cơ: T đc =9,55.10 Moment xoắn trục 1: Moment xoắn trục 2: Moment xoắn trục 3: Moment xoắn trục làm việc: T lv=9,55.10 3.4 Bảng đặc tính SVTH: Trần Thanh Tùng -6- Đồ án thiết kế Chi tiết máy Trục Thông số Công suất Tỉ số tru Số vòng qua Moment xoắ F aA VFrA F VFrC aC 1700,12 =0,45> e=0,37 ;Theo bảng 11.4 ta có: = 1.3772 F aC = ; C0 31500 1700,12 =0,0539≈ 0,56=> X B=0,56 ,Y B=1,71 Theo công thức 11.3 ta có kết tải trọng quy ước ổ A D là: Trong V- hệ số vòng quay, vòng quay V=1 kt- hệ số ảnh hưởng nhiệt độ, kt=1 (nhiệt độ < 100˚) kd- hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tải trọng va đập nhẹ, chọn kd=1,2 Thay số : Q A =(1 4774+ 0.1395,64 ).1 1,2=5368,8 N QC=(1 0,56 3772+1,71 1700,12).1 1,2=4876,98 N Vì QA > QC nên chọn QA để tính tốn cho hai ổ Theo cơng thức 11.1 ta có: Trong : - Q – tải trọng động quy ước ; m – bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, m=3 ổ bi đỡ ; n1 - số vòng quay trục 3, n1 = 38 (v/ph) ; LhE – tổng số làm việc tương đương, LhE =KHELh= 1×24000 =24000 Với Thay vào ta có: L= 60 38 24000 10 =54,72(triệu vịng quay) C d=Q m √L=5368,8 √354,72=20381,8 N Ta có: Cd=20,1kN 12 mm ; chọn d1 =M22 Bulông cạnh ổ:d2=( 0,7÷ 0,8 )d1=15,4 ÷17,6 mm, chọn d2 = M16; Bulơng ghép bích nắp thân: d3=(0,8÷ 0,9 )d2=12,8 ÷ 14,4 mm; chọn d3 =M13 Vít ghép nắp ổ: d4 =(0,6 ÷ 0,7) d2=9,6 ÷ 11,2 mm, lấy d4 = M10 Vít ghép nắp cửa thăm: d5=(0,5÷ 0,6 )d2=8÷ 9,6 mm, lấy d5= M8; 1.4 Mặt bích ghép nắp thân - Chiều dày bích thân hộp: S3=(1,4 ÷1,8 )d3=18,2 ÷ 23,4 mm Lấy S3=20 mm - Chiều dày bích nắp hộp: S4 =(0,9 ÷ 1) S3=18÷ 20 mm Lấy S4 =18 mm - Bề rộng bích nắp thân: , lấy SVTH: Trần Thanh Tùng - 52 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang 1.5 Kích thước gối trục - Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: Với E2=1,6.d2=1,6 16=25,6 mm R2=1,3 d2=1,3 16=20,8 mm Tra bảng 18.2 ta có kích thước gối trục: Trục - Chiều cao h : k > 1,2.d2 = 1,2 16 = 19,8 => Chọn k = 26 mm 1.6 - Mặt đế hộp Chiều dày khơng có phần lồi: , lấy - Chiều dày có phần lồi: , lấy - , lấy Bề rộng mặt đế hộp k3 q: 1.7 Khe hở chi tiết - Giữa bánh với thành hộp: - Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp: - , lấy Giữa hai bánh với nhau: 1.8 Bulơng vịng Bulơng vịng dùng để nâng vận chuyển hộp giảm tốc gia cơng hay lắp ghép Theo bảng 18.3b ta có khối lượng gần hộp giảm tốc là: Với Re=173,9 mm, aw=297 mm=¿ Q=600 kg SVTH: Trần Thanh Tùng - 53 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Theo bảng 18.3a ta có kết kích thước bulơng vịng sau: Ren d M20 d1 d2 72 40 1.9 Chốt định vị Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước , thân sau, gia công lắp ghép ta chế tạo thêm chốt định vị Theo bảng 18.4a ta có kích thước chốt định vị sau; d = mm; c = 1,2 mm; l = 50 mm 1.10 Cửa thăm SVTH: Trần Thanh Tùng - 54 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Để đổ dầu vào hộp quan sát chi tiết hộp lắp ghép cần có cửa thăm Theo bảng 18.5 ta chọn cửa thăm có kích thước sau: A 150 B 100 1.11 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hịa khơng khí ngồi hộp nên ta dùng nút thơng Kích thước nút thơng chọn theo bảng 18.6 A M27×2 SVTH: Trần Thanh Tùng B 15 - 55 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy 1.12 GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Nút tháo dầu Nút tháo dầu để tháo dầu bẩn, biến chất để thay dầu Theo bảng 18.7 có kích thước nút tháo dầu sau: d M20× b 15 1.13 Chọn que thăm dầu dầu bôi trơn Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu SVTH: Trần Thanh Tùng - 56 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Để đảm bảo tốt công việc bôi trơn cho truyền hộp giảm tốc với vận tốc vòng từ dến 2,5 m/s ta dùng dầu nhớt nhiệt độ 50˚C có độ nhớt 186 Theo bảng 18.13 ta chọn loại dầu cơng nghiệp 45 có độ nhớt 38-52 Khối lượng riêng (g/cm3) 20˚C 0,886÷0,926 1.14 Chọn thơng số kích thước cịn lại Ta tham khảo tài liệu công thức thực nghiệm để chọn thêm thông số cần thiết Các chi tiết phụ khác 2.1 Định vị ổ trục vỏ hộp 2.1.1 Định vị ổ trục Dùng vòng hãm lò xo để định vị ổ trục, kích thước vịng hãm lị xo sau: Đường kính trục d d1 35 33 40 37,5 60 57,5 Vật liệu làm vòng lò xo thép C45 loại thép tương đương khác, độ rắn 4050HRC Các đặc tính kỹ thuật chủ yếu hộp giảm tốc - Moment xoắn trục vào: 149245,17 Nmm SVTH: Trần Thanh Tùng - 57 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy - GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang Moment xoắn trục ra: 1659547 Nmm Tốc độ trục vào: 456,11 vg/ph Tỉ số truyền: u = 9,97 Sai số tỉ số truyền: Trọng lượng: 600 kg Bôi trơn hộp giảm tốc 1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc Trong phần thiết kế bánh răng, điều kiện bôi trơn thỏa mãn ta chọn phương pháp bơi 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 ) 1.2 Bơi trơn ngồi hộp giảm tốc Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào ta chọn bơi trơn định kì mỡ Khi ổ bôi trơn kỹ thuật, khơng bị mài mịn chất bơi trơn giúp tránh không 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 bơi 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 SVTH: Trần Thanh Tùng - 58 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang PHẦN 7: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Chọn kiểu lắp ghép Ổ lăn lắp trục theo hệ thống lỗ, lắp có độ dơi, lắp theo kiểu k6 Lắp bánh răng, bánh đai nối trục theo hệ thống lỗ, mối ghép có độ dơi theo kiểu k6 - Lắp ghép trục bánh với ổ bi: H7/k6 - Lắp ghép thân bánh với trục: H7/k6 - Lắp ghép khớp nối với trục: H7/k6 - Lắp ghép vòng chắn mỡ với trục: K7/h6 - Lắp ghép nắp ổ vỏ hộp: H7/k6 - Lắp ghép vịng ngồi ổ lăn: H7 - Lắp ghép mặt bích với vỏ hộp: H7/d11 - Mối ghép then: Then cố định trục theo kiểu lắp ghép có độ dơi, thường lắp theo hệ thống lỗ với sai lệch then k6 Dung sai lắp ghép mối ghép then Bộ truyền làm việc với chế độ tải thay đổi, chịu va đập nhẹ nên chọn kiểu lắp then bình thường Sai lệch giới hạn chiều rộng chiều sâu rãnh then Kích thước then b×h 10×8 14×9 18×11 Các kiểu lắp ghép truyền Sai lệch giới hạn chi tiết khác Mối ghép STT chi tiết Vòng SVTH: Trần Thanh Tùng - 59 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy ổ với trục Vịng ngồi ổ với ống lót hay vỏ hộp Vịng chắn dầu với trục Mặt bích với vỏ hộp Bánh với trục SVTH: Trần Thanh Tùng - 60 - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập 1,2) , Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, nhà xuất Giáo dục Việt Nam – 1999 Cở sở Thiết kế máy - Nguyễn Hữu Lộc, nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Đồ án môn học Chi tiết máy – Ngơ Văn Quyết, nhà xuất Hải Phịng Dung sai lắp ghép – Ninh Đức Tốn, nhà xuất Giáo dục Việt Nam Vẽ khí – Vũ Tiến Đạt, nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh SVTH: Trần Thanh Tùng - 61 - ... -6- Đồ án thiết kế Chi tiết máy Trục Thơng số Cơng suất Tỉ số tru Số vịng qua Moment xoắ SVTH: Trần Thanh Tùng -7- Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang PHẦN 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN... - Đồ án thiết kế Chi tiết máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HỘP GIẢM TỐC CƠN TRỤ Thơng số kỹ thuật - - Cơng suất truyền: P1=7,5 kW Tỉ số truyền hộp giảm tốc: uh =12 o Tỉ số. .. máy GVHD: Hồ Ngọc Thế Quang PHẦN : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Sơ đồ nguyên lí Hệ dẫn động băng tải Sơ đồ gia tải Động điện không đồng pha Bộ truyền bánh đai thang Hộp giảm tốc cấp côn-trụ