TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY MÃ ĐỀ 1 ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nguyễn Thị Nam SINH VIÊN THỰC HIỆN Họ và Tên Sinh Viên Đái Trin.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ GTVT KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY MÃ ĐỀ : ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nguyễn Thị Nam SINH VIÊN THỰC HIỆN Họ Tên Sinh Viên Đái Trinh Hưng Mã Sinh Viên 71DCOT22115 Lớp 71DCOT24 Ngày Kí Duyệt Đồ Án: … /… / 20… Ngày Bảo Vệ Đồ Án: … /… / 20… … /10 ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HỎI THI … /10 Ký Tên: ……………………………… Ký Tên: ……………………………… ……………………………… ……………………………… ĐỀ TÀI ĐỀ SỐ : THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHƯƠNG ÁN SỐ 22 Bảng số liệu : Lực kéo xích tải F (N) Vận tốc xích tải V ( m/s) Đường kinh đĩa xích dẫn D (mm) Thời gian phục vụ L (giờ) Số ngày làm / năm Kng (ngày) Số ca làm ngày ( ca) t1 (giờ) t2 (giờ) Tmm T2 tck ( giờ) Số xích tải Z Bước xích tải lh (mm) Góc nghiêng đường nối tâm truyền 7400 1.4 21.000 1.4T1 0.8T1 125 300 MỤC LỤC Chương Tính tốn động học hệ dẫn động khí 1.1 Chọn động Xác định công suất động 1.1.1 - Theo công thức 2.9(tr19-I) η = η k ηol ηbr η x = 1.0,99 4.0,97 2.0,93 = 0,84 η - hiệu suất truyền động ηk ηk - hiệu suất nối trục di động ηol =1 ηol - hiệu suất cặp ổ lăn =0,99 ηbr ηbr - hiệu suất cặp bánh hộp giảm tốc ηx =0,97 ηx - hiệu suất truyền xích =0,93 - Theo cơng thức 2.19(tr20-I) P1 = Fv 3800.1, = = 5,32kw 1000 1000 P1 - công suất lớn công suất tác dụng lâu dài trục máy công tác F v - lực kéo xích tải - vận tốc xích tải - Theo cơng thức 2.12, 2,14(tr20-I) P t Pt = Ptd = P1 ∑ i ÷ i = P1 P1 ∑ ti = 5,32 12 2 Ti ti T T t t = P1 ÷ + ÷ ÷ ∑ i =1 T1 ∑ ti T1 t1 + t2 T1 t1 + t2 + 0,82 = 4,89kw 4+3 4+3 - Theo công thức 2,8(tr19-I) Pct = Pt 4,89 = = 5,82 kw η 0,84 Pct - công suất trục động điện 1.1.2 Xác định số vòng quay sơ - Theo công thức 2.17(tr21-I) nlv = 60000v 60000.1, = = 74, 67v / p z.t 9.125 - Theo công thức 2,15(tr21-I) ut = u x uh = 2.8 = 16 ut - tỉ số truyền toàn hệ dẫn động ux Ux - tỉ số truyền truyền xích tra bảng 2.4(tr21-I) uh =2 Uh - tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp tra bảng 2.4 =8 - Theo công thức 2.18(tr21-I) số vòng quay sơ động nsb = ut ηlv = 74, 67.16 = 1194, 72v / p nsb = 1250v / p => chọn 1.1.3 Chọn động - Động điện phải thỏa mãn Pdc ≥ Pct Tmm Tk ≤ TDN T ndc ≈ nsb - Theo bảng P1.3(tr237-I) ta chọn động điện có ký hiệu 4A112M4Y3(4A) với thông số Pdc = 7,5kw + Công suất ndc = 1425v / p + Vận tốc quay Tk T = 2, > mm = 1, TDN T1 + η % = 87,5 + Hiệu suất cos ϕ = 0,86 + Hệ số công suất + Số đôi cực p=2 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Xác định tỉ số truyền hệ dẫn động - Theo công thức 3.23(tr48-I) ut = ndc 1445 = u x uh = = 19, nlv 74,67 uh = ux = Chọn tỉ số truyền truyền xích ut 19, = = 9, uh => uh = u1.u2 Ta có u1 - tỉ số truyền cấp nhanh u2 - tỉ số truyền cấp chậm - Theo công thức 3,11(Tr43-I) u1 = (1, → 1,3)u2 u1 = 1, 2u2 Chọn => 1, 2u2 = uh => u2 = uh 9, = = 2,8 1, 1, => u1 = 1, 2.u2 = 3, - tỉnh lại tỉ số truyện xích 19, =2 3, 4.2,8 ux = 1.3 Xác định cơng suất momen số vịng quay trục 1.3.1 Xác định công suất trục - Công suất trục III PIII = Pct 5,82 = = 6, 32kw ηol η x 0,99.0,93 - Công suất trục II PII = PIII 6, 32 = = 6,58kw ηbr ηol 0, 97.0,99 - Công suất trục I PI = PII 6,58 = = 6,85kw ηbr ηol 0,97.0, 99 - Công suất trục động PI 6,85 = = 6, 92 kw ηk η ol 1.0,99 Pdc = Xác định số vòng quay trục 1.3.2 nI = ndc = 1425v / p nII = ndc 1445 = = 425v / p u1 3, nI = n2 425 = = 151, 7v / p n1 2,8 1.3.3 Tính momen xoắn trục TI = 9,55.106.PI 9,55.106.6,85 = = 45271, N mm nI 1445 TII = 9,55.106.PII 9,55.106.6,58 = = 147856,5 N mm nII 425 TIII = 9,55.106.PIII 9,55.106.6,32 = = 397864, N mm nIII 151, 9,55.106.Pdc 9,55.106.6,92 Tdc = = = 46376,1N mm ndc 1425 Động u I =1 II = 3,4 III = 2,8 P(KW) 6,92 6,85 6,58 6,32 n(v/ph) 1445 1445 425 151,7 T(N.mm) 46376,1 45271,6 147856,5 397864,2 Chương Thiết kế chi tiết chuyển động 2.1 Thiết kế truyền xích - Các thơng số n1 = 151, 7v / p + Số vòng quay đĩa dẫn P1 = 6,32kw + Công suất ux = + Tỉ số truyền 2.1.1 Chọn loại xích Chọn xích lăn tải trọng nh ỏ, vận tốc thấp 2.1.2 Chọn số đĩa xích Z1 = 25 - Từ bảng 5.4(tr80-I) ta chọn Z = u.Z1 ≤ Z max Từ cơng thức 5.1(tr80-I) ta có (140) Z = u.Z1 ≤ Z max => Z = 2.25 = 50 ≤ 140 - Theo công thức 5.3(tr81-I) Pt = P.k k z k n ≤ [ P ] Pt - cơng suất tính tốn P – công suất cần truyền [ P] - công suất cho phép kz = Z 01 25 = =1 Z z 25 ( hệ số răng) kn = n01 200 = = 1, 32 n1 151, (hệ số vòng quay) P = P1 = 6,32kw - Theo công thức 5.4(tr81-I) k = k0 ka kdc kbt kd kc Theo bảng 5.69(Tr82-I) k0 = Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền ka = Hệ số kể đến ảnh hưởng khoảng trục chiều dài xích ( chọn a=40p) kdc = Hệ số kể đến ảnh hưởng việc điều kiển lực căng xích kd = 1,3 Hệ số tải trọng động kc = Hệ số kể đến chế độ làm việc truyền kbt = Hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn => k = 1.1.1.1,3.1.1 = 1,3 => Pt = 6,32.1,32.1.1,3 = 10,84 10 Q = ( X V Fr + Y Fa ) K t K d Trong đó: - Fr Fa tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục,kN -V hệ số kể đến vòng quay, vòng quay V=1 Kt = (to Fs1 ⇒ Fa1 = ∑F a1 = 1871, N Tính tỉ số : Fa 2441, = = 0,35 < e = 0, 42 V Fr 1.7004 X = 1 Y0 = =>Tra bảng 11.4(tr216-I) với ổ đũa côn : Fa1 1871, = = 0, 68 > e = 0, 42 V Fr1 2767 =>Tra bảng 11.4(tr216-I) với ổ đũa côn : X = 0,4 Y0 = 0,4cotgα =0,4cotg15,5=1,44 70 Tải trọng quy ước ổ ổ là: Q0 = ( X V Fr + Y0 Fa ) K t K d = ( 1.1.7004 + ) 1.1,3 = 9105, N Q1 = ( X 1.V Fr1 + Y1.Fa1 ) K t K d = ( 1.1.2767 + 1, 44.570 ) 1.1,3 = 4664,1N Ta lấy tải trọng quy ước tải trọng lớn => Q = 9105,2 N QE = m ∑ Q L ∑L m i i i = 9105, 13 + 0,83 = 8053, N 8 ⇒ C d = QE m L = 8053,6 191,1 = 46385 N = 46,38kN < C = 51,6kN Như ổ lăn chọn thỏa mãn khả tải động * Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải tĩnh Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả tải tĩnh Qt ≤ C Theo công thức 11.18(tr221-I) Tra bảng 11.6(tr221-I) với ổ đũa côn X = 0,5 ; Y0 = 0, 22.cot gα = 0, 22.cot g15,5° = 0, 79 Theo công thức 11.19 11.20tr(tr221-I) Với ổ 3-0 ta có 71 Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,5.7004 + 0,79.570 = 3952,3 N < Fr => Q0 = 7004 < C = 42,6kN Với ổ 2-1 ta có Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,5.2767 + 0,79.570 = 1833,8 N < Fr => Q1 = 2767 N < C0 = 42,6kN Như ổ lăn chọn thỏa mãn khả tải tĩnh 3.4 Trính chọn khớp nối Để giảm rung động ta dùng nối trục đàn hồi Công suất truyền P=6,92(kW) Số vịng quay n=1445v/p Đường kính vào hộp giảm tốc d=20mm Mômen xoắn truyền nối trục T=46376,1Nmm=46,37Nm Chọn hệ số tải động k=1,5(theo bảng 16.1tr58-II) Ta chọn nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo rẻ: Theo trị số momen đường kính trục ta chọn kích thước trục nối(bảng 16.10a) d m = 36mm D=20mm, D=90mm, d1 = 36mm D0 = 63mm , L=104mm, l=50mm, , , Z=4mm Chọn vật liệu Nối trục: Gang Chốt: théo CT45 thường hóa Vịng đàn hồi cao su: Ứng suất dập cho phép vòng cao su: 72 [ σ ] d = (2 4) MPa Ứng suất uốn chốt [ σ ] u = (70 80) N / mm Điều kiện sức bền dập vòng cao su σd = 2.k T 2.1,5.46376.1 = = 3.68MPa ≤ [ σ ] d = (2 4) MPa z.D0 d c l3 4.63.10.15 => Thỏa mãn điều kiện bền sức bền dập Điều kiện sức bền chốt σd = k T l0 1,5.46376,1.25 = = 69 MPa ≤ [ σ ] u = (70 80) MPa 0,1.z.D0 d c 0,1.4.63.103 => Thỏa mãn điều kiện sức bền chốt 73 Chương 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 4.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 4.1.1.Tính kết cấu vỏ hộp - Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc gang xám có kí hiệu GX15-32 Chọn bề mặt ghép nắp thân qua tâm trục 4.1.2 Kết cấu nắp hộp Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu GX15-32 BẢNG GHI KÍCH THƯỚC CÁC PHẦN TỬ CẤU TẠO NÊN HỘP GIẢM TỐC Tên gọi Chiều Thân hộp δ Biểu thức tính toán KQ δ = 0,03.aw + = 0,03.135 + = 7,05mm 10 dày: Chọn δ = 10mm Gân tăng Nắp hộp δ1 δ1 = 0,9.δ = 0,9.10 = 10mm Chiều dày gân e e = (0,8 1).δ = (0,8 1).10 = → 10 mm 10 cứng: Chọn e = 8mm Chiều cao gân, h Đường h ≤ 5.8 = 40 50 (mm), Độ dốc Khoảng 20 Bulông nền, d1 d1 > 0,04.a w + 10 20 =0,04.135+ 10 = 15,4>12 kính : Chọn d1 =20mm, chọn bulông M20 Bulông cạnh ổ,d2 d2=0,7d1 = 0,7.20= 14mm, chọn d2=14mm chọn 16 74 bulơng M14 Bulơng ghép bích nắp thân,d3 Vít ghép nắp ổ, d4 d3 = (0,8… 0,9).d2 14 ⇒ chọn d3 = 10 chọn bulông M10 d4 = (0,6 … 0,7)d2= 10 Chọn d4 = 8mm chọn vít M8 Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d5 =( 0,5 … 0,6)d2=( 0,5 … 0,6)14= 7- 8,4mm Chọn d5 = 8mm chọn vít M8 Mặt bích -Chiều dày bích thân hộp, ghép nắp S3 thân: -Chiều dày bích nắp hộp, S4 -Bề rộng bích nắp hộp S3 =(1,4…1,8)d3 = (1,4 1,8)10 = 14 … 18(mm) 20 Chọn S3 = 15mm S4 = ( 0,9 … 1) S3 =( 0,9 … 1)15 = 13.5 ÷ 15 (mm) 20 Chọn S4 = 13mm K = K − (3 5) 40 = 45 – = 40(mm) thân, K3 K = E2 + R2 + (3 → 5) Với 23 E = 1,6.d = 1,6.14 = 22(mm ) lấy E2 =23mm R2 = 1,3.d = 1,3.14 = 18(mm ) 19 lấy R2 = 19mm 45 K = 22 + 18 + = 44( mm ) Mặt đế: -Chiều dày khơng có S1 = (1,3 … 1,5) d1=(1,3 … 1,5).20 = 26 30(mm) 26 phần lồi S1 75 Chọn S1 = 26mm 3d1 + 2δ -Bề rộng mặt đế hộp,K1và q q≥ k1 + 2.δ = Khe hở -Giữa bánh thành hộp chi tiết -Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp -Giữa mặt bên bánh 80 = 60 +2.10 = 80 mm ∆ ≥ ( 1,2).δ = (1 1,2)10 = 10 12 mm 10 Chọn ∆ = 13mm ∆1 = (3…5) δ = (3…5).10 = 30…50 mm 40 Chọn ∆1 = 35 [mm] ∆2 ≥ δ =10 , lấy ∆2 = 10 mm 10 Z = ( L + B ) / ( 200 … 300) ≈ (600+350)/ với Số lượng bu lông nền, Z 200 = 4,75 ; chọn Z = Sơ chọn L=582, B=351(L,B:chiều dài rộng hộp.) 4.1.3 Nắp ổ Đường kính nắp ổ xác định theo công thức tr88-II D3 ≈ D + 4, 4.d D2 ≈ D + (1, 2) d 76 Vị trí D(mm) D2 (mm) D3 (mm) D4 (mm) d ( mm) z h Trục I Trục II Trục III 52 80 85 65 100 100 80 125 125 42 75 75 M6 M8 M8 4 10 10 4.2 Thiết kế chi tiết phụ 4.2.1 Cửa thăm Để kiểm tra qua sát chi tiết máy lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Dựa vào bảng 18.5(tr92-II) ta chọn kích thước cửa thăm hình vẽ sau: 4.2.2.Nút thơng 77 Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên.Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông hơi.Nút thông thường lắp nắp cửa thăm Tra bảng 18.6(tr93-II) ta có kích thước nút thông A B C D E G H I K L M N O P Q R S M48x3 35 45 25 70 62 52 10 15 13 52 10 56 36 62 55 4.2.3.Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp, bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biến chất, cần phải thay dầu Để thay dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu.Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Dựa vào bảng 18.7(tr93-II) ta có kích thước nút tháo dầu d b m f L c q D S D0 M20x2 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 4.2.4 Que thăm dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ 78 30 12 12 18 4.2.5 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chữa đường tâm trục.Lỗ trụ lắp thân hộp & nắp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị xiết bulong khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ 4.2.6 Bu lơng vịng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng Kích thước bulơng vịng chọn theo khối lượng hộp giảm tốc.Với hộp giảm tốc bánh trụ cấp tra bảng 18-3b (tr89-II) ta có Q = 160(kG), theo bảng 18-3a(tr89-II) ta dùng bulơng vịng M8 4.3 Bơi trơn cho hộp giảm tốc 4.3.1 Bôi trơn hộp giảm tốc 79 Do truyền bánh hộp giảm tốc có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bơi trơn ngâm dầu Với vận tốc vòng bánh trụ v = 3,9m/s, tra bảng 18-11(tr-100-II) ta độ nhớt 80 11 ứng với 1000C Theo bảng 18.13(tr101-II) ta chọn loại dầu bôi trơn AK-20 4.3.2 Bôi trơn hộp giảm tốc Với truyền hộp khơng có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bơi trơn định kì mỡ Bảng thống kê giành cho bôi trơn Tên dầu mỡ Thiết bị cần bôi Lượng dầu Thời gian thay trơn mỡ dầu mỡ 0,6 lít/Kw tháng Dầu ô tô máy Bộ truyền kéo AK- 20 hộp Mỡ T Tất ổ 2/3chỗ rỗng truyền phận ổ năm 4.4 Xác định chế độ lắp hộp T Tên mối ghép Kiểu lắp Sai lệch giới hạn Ghi lỗ trục(µm) Bánh trụ thẳng trục I Φ24 H7 k6 +25 +18 +2 Khớp nối đàn hồi Φ19 H7 k6 +21 +15 +2 Vòng ổ lăn với trục I Φ20k6 +15 ổ lắp giống 80 +2 Vịng ngồi ổ lăn trục I lắp với Φ52H7 +30 ổ lắp giống E9 h8 +61 bxh= thân Then trục I +25 -22 Trục I vòng bạc chặn Φ19 H7 k6 +21 +15 +2 Bánh trụ thẳng trục II Φ32 H7 k6 +25 +18 +2 Bánh trụ nghiêng trục II Φ34 H7 k6 +25 +18 +2 10 Vòng ổ lăn với trục II Φ35k6 +18 ổ lắp giống +2 11 Vịng ngồi ổ lăn trục II lắp với Φ80H7 +35 ổ lắp giống +75 bxh= thân 12 Then trục II 10 E9 h8 +32 -27 13 Bánh trụ nghiêng trục +30 III +21 81 H7 k6 Φ42 14 Đĩa xích H7 k6 Φ38 +2 +30 +21 +2 15 Vòng ổ lăn với trục III Φ45k6 +21 ổ lắp giống +2 16 Vịng ngồi ổ lăn trục III lắp với Φ85H7 +35 ổ lắp giống +75 bxh= thân 17 Then trục III 12 E9 h8 +32 -27 28 Trục III vòng bạc chặn Φ38 H7 k6 +30 +21 +2 82 83 ... n(v/ph) 1445 1445 425 151,7 T(N.mm) 46376,1 45271,6 147856,5 397864,2 Chương Thiết kế chi tiết chuyển động 2.1 Thiết kế truyền xích - Các thơng số n1 = 151, 7v / p + Số vòng quay đĩa dẫn P1 = 6,32kw... quan điểm thống hóa thiết kế, chọn vật liệu cấp bánh sau: Dựa vào bảng 6.1[I] ta có bảng: Loại bánh Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền Giới hạn chảy Độ cứng HB Bánh chủ động (bánh nhỏ) Thép 45 Tôi... Đường kính đáy df d f = d − (2,5 − x) m d f = 64, 75 mm d f = 193, 05 mm 39 Chương Thiết kế chi tiết đỡ nối 3.1 Thiết kế trục 3.1.1 Chọn vật liệu σ b = 600 MPa - Vật liệu chế tạo trục thép 45 có [