TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY HỌC KÌ 20192 MÃ ĐỀ VTV 1 N 10 ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Người hướng dẫn TS Vương V.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY HỌC KÌ: 20192 MÃ ĐỀ: Người hướng dẫn Thông tin sinh viên Sinh viên thực Mã số sinh viên Lớp chuyên ngành Lớp tín VTV.1.N.10 ĐẦU ĐỀ: TS Vương Văn Thanh Sinh viên KIỀU MẠNH TIẾN 20171808 CKĐL05 K62 696238 Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./20… THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Sinh viên ĐẶNG VĂN ĐỒI 20171157 CKĐL07 K62 696238 Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./20… Ký tên: ĐÁNH GIÁ ….… / 10 ….… / 10 CỦA THẦY HỎI THI Ký tên ……………………… Hà Nội, 06/2020 Ký tên ……………………… Mục Lục Lời Nói Đầu CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC .2 1.1 Chọn động điện .2 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.3 Tính thơng số trục CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH .5 2.1 Chọn loại xích .6 2.2 Chọn số đĩa xích 2.3 Xác định bước xích .6 2.4 Xác định khoảng cách trục số mắt xích 2.5 Kiểm nghiệm xích độ bền 2.6 Xác định thơng số đĩa xích 2.7 Xác định lực tác dụng lên trục .9 2.8 Tổng hợp thông số truyền xích 10 CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG .10 3.1 Chọn vật liệu bánh .11 3.2 Xác định ứng suất cho thép .11 3.3 Xác định sơ khoảng cách trục .13 3.4 Xác định thông số ăn khớp 14 3.5 Xác định thông số động học ứng suất cho phép 15 3.6 Kiểm nghiệm truyền bánh 16 3.7 Một số thông số khác cặp bánh 19 3.8 Tổng kết thông số truyền bánh .20 PHẦN 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC .21 4.1 Tính tốn khớp nối 21 4.2 Thiết kế trục 22 4.3 Tính chọn đường kính đoạn trục 26 4.4 Tính chọn kiểm nghiệm then 45 4.5 Kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh mỏi .46 4.6 Chọn kiểm nghiệm ổ lăn 53 PHẦN 5: LỰA CHỌN KẾT CẤU 56 5.1.Vỏ hộp 56 5.2 Một số chi tiết khác 57 5.3 Chọn kiểu lắp ghép dung sai lắp ghép 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 Lời Nói Đầu Đồ án Chi tiết máy đồ án môn học sinh viên ngành khí Việc tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí nội dung khơng th ể thiếu chương trình đào tạo cho sinh viên ngành c khí nh ằm cung c ấp kiến thức quan trọng cho sinh viên kết cấu máy Đồ án Chi ti ết máy n ền tảng quan trọng cho đồ án, tư thiết kế sau Đề sinh viên giao thiết kế hệ dẫn động xích t ải bao g ồm h ộp giảm tốc bánh trụ nghiêng truy ền xích Hệ th ống đ ược dẫn động động điện thơng qua truyền xích, hộp giảm tốc kh ớp n ối truyền chuyển động tới băng tải Nội dung đồ án bao gồm đề thiết kế máy h ệ thống dẫn động, tính tốn thiết kế chi tiết máy theo tiêu ch ủ y ếu khả làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ hộp, chọn c ấp xác, lắp ghép, dung sai phương pháp trình bày vẽ Q trình tính tốn thiết kế tham khảo giáo trình Chi tiết máy, Tính tốn hệ th ống d ẫn động khí, Dung sai lắp ghép,…qua bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế phục vụ nghề nghiệp tr ường Trong trình thực chúng em gặp nhiều khó khăn ch ưa có kinh nghiệm nên khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng em mong đ ược góp ý, bảo thêm từ phía thầy mơn để có th ể rút đ ược nh ững kinh nghiệm, phục vụ cho công việc thiết kế sau Chúng em xin chân thành cảm ơn: Thầy Vương Văn Thanh, trực tiếp hướng dẫn, bảo cách tận tình giúp nhóm sinh viên hoàn thành nhiệm vụ giao CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động điện Dữ liệu cho trước thiết kế xích tải: - Lực kéo xích tải: F = 2125 (N) Vận tốc xích tải: v = 2,4 (m/s) Số đĩa xích tải z =19 Bước xích tải p =76,2 mm 1.1.1 Cơng suất làm việc Plv== 1.1.2 Hiệu suất hệ dẫn động Tra bảng 2.3( trang 19): - Hiệu suất truyền xích: ɳx= 0,93 Hiệu suất truyền bánh răng: ɳbr= 0,97 Hiệu suất ổ lăn: ɳol= 0,99 Hiệu suất khớp nối: ɳkn= 0,99 Do : ɳ= ɳbr.ɳol2ɳđ(x).ɳkn = 0,97.0,992.0,93.0,99 =0,87 1.1.3 Công suất cần thiết trục động 1.1.4 Số vịng quay trục cơng tác Với hệ dẫn động xích tải: 1.1.5 Chọn tỉ số truyền sơ Chọn sơ bộ: - Tỉ số truyền truyền xích ux= Tỉ số truyền truyền bánh trụ ubr= 4,5 => Tỷ số truyền sơ bộ: usb= ux.ubr= 2.4,5= 1.1.6 Số vòng quay sơ trục động nsb= nlv.usb= 99,46.9= 895 (v/ph) 1.1.7 Chọn động Tra phụ lục tài liệu, chọn động thỏa mãn yêu c ầu: nđc≈ nsb= 895 (v/ph) Pđc > Pyc= 5,86 (kW) - Ký hiệu động cơ: 4A132M6Y3 Công suất động cơ: P= 7,5 (kW) Vận tốc quay : n= 968 (v/ph) Đường kính động cơ: d= 42 (mm) 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung hệ dẫn động: uch= Tỷ số truyền xích: ux= Tỷ số truyền bánh trụ: ubr 1.3 Tính thơng số trục 1.3.1 Cơng suất Công suất trục công tác: Pct= Plv= 5,1 (kW) Công suất trục (trục hộp giảm tốc) P2= (kW) Công suất trục Công suất trục động Pđc= 1.3.2 Số vòng quay Số vịng quay trục tính từ trục động cơ, theo số vòng quay động c chọn Số vòng quay trục động nđc = 968 (v/ph) Số vòng quay trục 1: n1 = nđc = 968 (v/ph) Số vòng quay trục 2: n2 = (v/ph) Số vịng quay trục cơng tác: nct = (v/ph) - 1.3.3 Momen xoắn Momen xoắn trục tính theo cơng th ức: Ti Momen xoắn trục động cơ: Tđc Momen xoắn trục : T1 Momen xoắn trục : T2 Momen trục công tác : Tct 1.3.4 Bảng thông số Động Tỷ số truyền Trục 1 Trục 4,87 Trục công tác Công suất P (kW) 5,83 5,71 5,48 5,1 Số vòng quay n (v/ph) 968 968 199 99,5 Momen xoắn T (Nmm) 57517 56333 262985 489497 a = 1,23 (ubr + 1) = => Đạt yêu cầu CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH - Điều kiện làm việc : Đặc tính làm việc : êm Số ca : Góc nghiêng β = 600 Thông số yêu cầu: P = PII = 5,48 (kW) T1 = TII = 262985 (Nmm) n1 = nII=199 (v/ph) u = ux= 2.1 Chọn loại xích Chọn xích ống lăn 2.2 Chọn số đĩa xích - Z1= 29 – 2u = 29 – 2.2 = 25 19 ( Thỏa mãn ) - Z2 = u.Z1 = 50 Zmax Chọn Z2 = 51 Tỷ số truyền thực tế: Sai lệch tỷ số truyền: ∆u = (Thỏa mãn) Qt1 = Fr1 = 175,57(N) Chọn Qt1 = 1815,58(N) + Với ổ 0: Qt0 = X0.Fr0 + Y0.Fa0 = 0,5.5548,02 + 0,45.3361,55= 4286,71(N) Qt0 = Fr0 = 5548,02(N) Chọn Qt0 = Fr0 = 5548,02 (N) Do Qt0 > Qt1 , kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ với Qt0 = 5548,02 (N) Qt1 < C0 = 44,8(kN) (thỏa mãn) Vậy ổ lăn chọn đủ điều kiện PHẦN 5: LỰA CHỌN KẾT CẤU 5.1.Vỏ hộp 5.1.1.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 5.1.2 Kết cấu vỏ hộp Các kích thước phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc : Tên gọi Chiều dày: Thân hộp, δ Nắp hộp, δ1 Gân tăng cứng: Chiều dày, e Chiều cao, h Độ dốc Đường kính: Bulơng nền, d1 Bulơng cạnh ổ, d2 Bulơng ghép bích, d3 Tính tốn δ = 0,03a + = 0,03.125 + = 6,75(mm) Chọn δ = (mm) δ1 = 0,9.δ = 0,9 = 7,2(mm) chọn δ1 = (mm) e = (0,8÷1)δ = 6,4÷ mm Chọn e = (mm) h < 58 mm = 42 khoảng 20 d1 > 0,04a + 10 = 0,04.125 + 10 = 15(mm) Chọn d1 = 16 (mm) d2 = (0,7÷0,8)d1 = 11,2÷12,8mm Chọn d2 = 12(mm) d3 = (0,8÷0,9)d2 = 9,6÷10,8mm Chọn d3 = 10 (mm) 50 Vít ghép nắp ổ, d4 Vít ghép nắp thăm, d5 Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 Chiều rộng bích nắp thân, K3 Kích thước gối trục: Đường kính ngồi tâm lỗ vít, D3 = D + 4,4.d4 D2 = D + (1,6÷2).d4 Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ, E2 C (K khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao, h Mặt đế hộp: Chiều dày: khơng có phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với Số lượng bulông nền, Z L: chiều dài hộp B:chiều rộng vỏ hộp d4 = (0,6÷0,7)d2 = 7,2÷8,4 chọn d4 = (mm) d5 = (0,5÷0,6)d2 = 6÷7,2 chọn d2 = (mm) S3 = (1,4÷1,8)d3 = 14÷18 mm chọn S3 = 15(mm) S4 = (0,9÷1)S3 = 13,5÷15 mm chọn S4 = 15(mm) K3 = K2 - (3÷5) = 34÷32 mm chọn K3 = 34(mm) Trục I: D2 = 78 (mm), D3 = 97(mm) Trục II: D2 = 96(mm), D3 = 115 (mm) K2 = E2+R2+(3÷5)= 37 (mm) E2 = 1,6d2 = 1,6.12=19,2(mm) chọn E2 = 19(mm) R2 = 1,3d2 =1,3.12=15,6(mm) chọn R2 = 15(mm) K > 1,2.d2 = 1,2.12 = 14,4 Phụ thuộc lỗ bulong Chọn S1 = (1,3 1,5)d1 = (20,8 24) Chọn S1 = 24(mm) K1 = 3d1 = 3.16 = 48 (mm), q ≥ K1 + 2δ = 48 + 2.8 = 64 (mm) Δ ≥ (1÷1,2)δ = (1 1,2).8 = (8÷9,6) chọn Δ = 10 (mm) Δ1 ≥ (3÷5)δ = (3 5).8 = (24÷40) chọn Δ1 = 30 (mm) Δ2 ≥ δ = chọn Δ2 = (mm) LB Z = 200 300 Chọn Z = 5.2 Một số chi tiết khác 5.2.1 Nắp ổ 51 Đường kính nắp ổ xác định theo công thức : D3 D3 = D + 4,4.d4 D2 = D + (1,6÷2).d4 D2 D4 Vị trí Trục I Trục II D(mm) 62 80 D2(mm) 78 96 D3(mm) 97 115 D4(mm) 59 77 d4(mm) M8 M8 z h 7 5.2.2 Chốt định vị Tên chi tiết: Chốt định vị Chức năng: nhờ có chốt định vị, xiết bu lông không 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 côn Thông số kích thước: B18.4aTr90[2] ta được: Chọn 5.2.3 Cửa thăm 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 52 Thơng số kích thước: tra bảng 18.5Tr93[2] ta A B 75 50 C 105 80 90 90 K R Vít 65 12 M6x2 Số lượn g 5.2.4 Nút thông 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 Q N P A H B D I E L C M K O G A R A M27x B C D E G H 15 30 15 45 36 32 I K 5.2.5 Nút tháo dầu 53 L M N 10 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 d D0 m b S L d M20x b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 25,5 5.2.6 Kiểm tra mức dầu Tên chi tiết: que thăm dầu Que thăm dầu: Chức que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bơi 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 18 12 30 5.2.7 Lót ổ lăn Ổ lăn làm việc trung bình bơi trơn mỡ ta chọn làm kín động gián tiếp vòng phớt Chi tiết vòng phớt: 54 Chức năng: bảo vệ ổ lăn khỏi bám bụi, chất lỏng hạt cứng tạp chất xâm nhập vào ổ, chất làm ổ chóng bị mài mịn han gỉ Thơng số kích thước: tra bảng 15.17Tr50[2] ta Trục I Trục II d 30 45 31 46 29 44 D 43 64 a b 4,3 6,5 12 Chi tiết vòng chắn dầu Chức năng: vòng chắn dầu quay với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu hộp, không cho dầu ngồi Thơng số kích thước vịng chắn dầu b t a 60° 5.2.8 Kết cấu bánh - Kết cấu bánh 1: Khoảng cách từ chân đến rãnh then: 55 Vậy vị trí ta làm bánh liền trục - Kết cấu bánh b = 52 (mm) d = 42 (mm) da = 211,31 (mm) df = 202,32 mm c = (0,2÷0,3).b = (0,2÷0,3).52 = 10,4÷15,6 lấy c = 13 (mm) δ = (2,5÷4)m = (2,5÷4).2 = 5÷8 (mm) δ ≥ 8÷10 mm, chọn δ = (mm) Dv = df - δ = 202,32 - 2.8 = 186,32 (mm) D = (1,5÷1,8).d = (1,5÷1,8).42= 63÷75,6 Chọn D = 68 (mm) Do = (Dv-D)/2 + D = 127,16(mm) l = 52 (mm) 5.3 Chọn kiểu lắp ghép dung sai lắp ghép 5.3.1 Dung sai lắp ghép lắp ghép ổ lăn Lắp vòng ổ lên trục theo hệ thống lỗ lắp vòng vào vỏ theo hệ thống trục Để vịng khơng trượt bề mặt trục lỗ làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian với vịng khơng quay lắp có độ dơi với vòng quay Chọn miền dung sai lắp vòng ổ: Tra bảng 20-12, 20-13 ta được: + Lắp ổ lên trục là: k6 + Lắp ổ lên vỏ là: H7 5.3.2 Lắp bánh lên trục: Để truyền momen xoắn từ trục lên bánh ngược lại, ta chọn sử dụng then Mối ghép then thường khơng lắp lẫn hồn tồn rãnh then 56 trục thường phay thường thiếu xác Để khắc phục cần cạo then theo rãnh then để lắp Lắp bánh lên trục theo kiểu lắp trung gian: 5.3.3 Bôi trơn hộp giảm tốc Bôi trơn hộp Theo cách dẫn dầu bôi trơn đến chi tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu bôi trơn lưu thông, bánh hộp giảm tốc có vận tốc nên ta bôi trơn bánh hộp phương pháp ngâm dầu Với vận tốc vòng bánh tra bảng 18.11Tr100[2], ta độ nhớt để bôi trơn là:186 Centistoc ứng với nhiệt độ 500C Theo bảng 18.13Tr101[2] ta chọn loại dầu: dầu ôtô máy kéo AK-20 Bôi trơn ổ lăn : Khi ổ lăn bơi trơn kỹ thuật, khơng bị mài mòn, ma sát ổ giảm, giúp tránh không để chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau, điều bảo vệ bề mặt tránh tiếng ồn Bôi trơn ổ lăn mỡ 5.3.4 Bảng dung sai Trục Trục II Vị trí lắp Trục vịng ổ Vỏ hộp vành ngồi ổ Trục vịng chắn dầu Đoạn trục lắp khớp nối Nắp ổ vỏ hộp Trục bánh Trục bạc Trục vòng chắn dầu Vỏ nắp ổ trục Đoạn trục lắp đĩa xích Trục vịng ổ Kiểu lắp Vỏ vịng ngồi ổ Trục bánh Trục bạc 57 Lỗ Trục 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng hương dẫn làm tập dung sai Ninh Đức Tốn – ĐH Bách Khoa Hà Nội [2] Thiết kế chi tiết máy [ Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ]Lẫm] [3] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập 1) [ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ] [4] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập 2) [ 59 ... nối để xem trường hợp có l ực tác dụng lên ổ lăn lớn tính cho trường hợp đó: Phương trình cân bằng: So sánh trường hợp, ta thấy trường hợp Fkn chiều Ft1, ổ lăn chịu lực tác dụng lớn trường hợp... kế sau Chúng em xin chân thành cảm ơn: Thầy Vương Văn Thanh, trực tiếp hướng dẫn, bảo cách tận tình giúp nhóm sinh viên hồn thành nhiệm vụ giao CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động điện Dữ... trang 189) chọn : k1 = 815 khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đ ến thành c h ộp, chọn k1 = 10mm k2= 515 khoảng từ mút ô đến thành vỏ h ộp, ch ọn k 2=10mm k3= 1020 khoảng cách từ mặt mút chi tiết