Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SVTH Nguyễn Tiến Duy Mã số sinh viên 6051040016 Lớp Cơ điện tử Khóa 60 GVHD Văn Quốc Hữu Tp Hồ Chí Minh, tháng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SVTH: Nguyễn Tiến Duy Mã số sinh viên: 6051040016 Lớp: Cơ điện tử Khóa 60 GVHD: Văn Quốc Hữu Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 II TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN: THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ I, PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Họ tên SV: Nguyễn Tiến Duy Ngày giao đề: -9 -2021 Ngày nộp bài: …… -2021 GVHD : Văn Quốc Hữu Lớp: Cơ điện tử K60 Chế độ làm việc: ngày ca, ca giờ, năm làm việc 280 ngày; tải trọng va đập nhẹ II NHẬN XÉT GVHD ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… II LỜI NÓI 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 trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận khơng thể 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 Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật 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 hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy Văn Quốc Hữu, thầy bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Duy ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu PHỤ LỤ CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG 1.1 Xác định công suất động 1.2 Xác định tốc độ đồng động 1.3 Xác định tỷ số truyền 10 1.4 Xác định cơng suất, momen số vịng quay trục 10 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY PHÁT SÁCH TỰ ĐỘNG .13 2.1 Thiết kế truyền .13 2.1.1 Chọn vật liệu: 13 2.1.2 Xác định ứng suất cho phép 13 2.2 Tính tốn truyền cấp nhanh ( bánh trụ nghiêng) 16 2.2.1 Xác định sơ khoảng cách trục: (C.T 6.15a tài liệu [1]) 16 2.2.2 Xác định thông số ăn khớp: 16 2.2.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: .17 2.2.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn: 18 2.2.5 Kiểm nghiệm tải: 20 2.3 Thiết kế truyền bánh cấp chậm: (bánh rang trụ rang nghiêng) .21 2.3.1 Xác định sơ khoảng cách trục: (C.T 6.15a tài liệu [1]) 21 2.3.2 Xác định thông số ăn khớp: 22 2.3.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: .22 2.3.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn: 24 2.3.5 Kiểm nghiệm tải: .26 PHẦN III: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 27 3.1 Thiết kế trục 27 3.1.1 Tính trục theo độ bền mỏi 27 3.1.1.1 Tính sơ đường kính trục 27 3.1.1.1.1 Chọn vật liệu: .27 3.1.1.1.2 Thiết kế trục: 27 3.1.1.2 Xác đinh khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực: 27 SVTH: Nguyễn Tiến Duy ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu 3.1.1.3 Xác định lực tác dụng lên trục 30 3.1.1.4 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục 40 3.1.1.5 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 44 3.1.2 Tính kiểm nghiệm bền tỉnh: 49 3.1.3 Tính kiểm nghiệm trục độ cứng 50 3.2 Tính chọn ổ lăn 51 3.1.1 Chọn phương án bố trí ổ 51 3.1.2 Tính ổ theo khả tải động: 53 3.1.3 Chọn ổ theo khả tải tĩnh: 56 3.3 Tính chọn then 57 3.3.1 Xác định hệ số tiết diện nguy hiểm: 58 3.3.2 Kiểm nghiệm độ bền then: 60 PHẦN IV: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ 61 4.1 Thiết kế kích thước vỏ hộp .61 4.2 Thiết kế chi tiết phụ 63 4.2.1 Bulong vòng .63 4.2.2 Chốt định vị 64 4.2.3 Cửa thăm 64 4.2.4 Nút thông 64 4.2.5 Nút tháo dầu .65 4.2.6 Que thăm dầu: 65 4.2.7 Vòng chắn dầu: 66 PHẦN V TÍNH DUNG SAI KÍCH THƯỚC TRỤC 66 5.1 Dung sai lắp ghép bánh răng: 66 5.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn: 66 5.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu: 66 5.4 Dung sai lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trục tuỳ động: .67 5.5 Dung sai lắp ghép then lên trục: 67 5.6 Dung sai trục II: 68 SVTH: Nguyễn Tiến Duy ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG Trong hệ dẫn động khí, động điện sử dụng phổ biến Có nhiều loại động điện khác nhau, nhiên có nhiều ưu điểm so với loại động điện khác ( kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, … ) động điện xoay chiều ba pha không đồng ngắn mạch dử dụng phổ biến Q trình tính tốn chọn động cho hệ dẫn động thực thơng qua tính tốn về: - Cơng suất động - Số vịng quay đồng sơ động - Các yêu cầu mome mở máy, tải phương pháp lắp đặt 1.1 Xác định công suất động Công suất trục động tính theo cơng thức (2.8)/19 [1]: Trong : + Pct : cơng suất cần thiết trục động + Pt : cơng suất tính tốn trục máy cơng tác (kw) + : hiệu suất truyền động Giá trị xác định theo công thức (2.9/)/19 [1]: Với hiệu suất truyền động truyền, cặp ổ hệ thống dẫn động Hình 1: sơ đồ hộp giảm tốc cấp phân đôi Căn vào sơ đồ kết cấu truyền giá trị hiệu suất loại truyền, cặp ổ theo bảng 2.13 [1] ta có: SVTH: Nguyễn Tiến Duy ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu + Hiệu suất khớp nối = + Hiệu suất ổ lăn = 0,99 + Hiệu suất cặp bánh hộp giảm tốc = 0,98 + Hiệu suất truyền xích x = 0.92 = k 3br 3ol x = 0.84 Với giả thuyết hệ thống trạm dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi theo 2.11 [1]: Pt = Plv = F v / 1000 = 3100.1,3/ 1000 = 4.03 (kW) Trong đó: F : lực kéo xích tải (N) v : vận tốc xích tải (m/s) Hình 2: Biểu đồ momen làm việc động Do tải trọng thay đổi nên ta chọn động theo công suất tương đương N t = Nt Vì cơng suất P tỉ lệ thuận với momen T, công suất tương đươngđược xác định công thức sau : Công suất cần thiết động xác định công thức : SVTH: Nguyễn Tiến Duy ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu Pđc/yc = Ptđ / = 3.102/ 0.84 = 3.69(kw) 1.2 Xác định tốc độ đồng động Chọn tỉ số truyền toàn hệ thống usb.Theo bảng 2.4 (sách tính tốn thiết kế … tr 21) ; Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc đồng trục bánh trụ cấp là: Tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp: uh = Tỉ số truyền truyền xích ngồi: ux = usb = ux uh= 2.8 = 16 Theo công thức 2.16 ta có : usb = 16 Số vịng quay trục máy cơng tác nlv : Trong đó: + v: vận tốc băng tải + D : đường kính Số vịng quay sơ động nsb : nsb = nlv usb = 77,62 16 = 1241,92 (vg/ph) Chọn động Quy cách chọn động phải thỏa mãn đồng thời: Pđc Pct = 3,81 (kW) , nđc nsb =1241,92 (vg/ ph) Theo bảng phụ lục P1.3 (sách tính tốn thiết kế tr 237) Ta chọn đơng điện loai có: Pđc = 5,5 KW, nđc =1425 (vg/ph) Ta chọn kiểu động là: 4A112M4Y3 Thông số Ký hiệu động Cơng suất động Hiệu suất động Số vịng quay SVTH: Nguyễn Tiến Duy Giá trị 4A112M4Y3 5,5 kW 85,5% 1425 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Tk / Tdn Tmax / Tdn cos GVHD: Văn Quốc Hữu 2,0 2,2 0,85 Kết luận: Chọn động 4A112M4Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế 1.3 Xác định tỷ số truyền uc = uh Tỷ số truyền chung uc = nđc / nlv = 1425 / 77,62 = 18,35 uc = ux uh Chọn uh = 8, Tỉ số truyền xích ngồi ux: ux = uc/uh = 18,29/8 = 2,29 Vì hộp giảm tốc đồng trục nên để dùng hết khả tải cấp nhanh theo bảng 3.1 trang 43 ( sách tính tốn thiết kế … tr 43 ) nên ta có: Tỷ số truyền xích: ux = 2,29 Tỷ số truyền cấp nhanh : u1 = un = 3,08 Tỷ số truyền cấp chậm: u2 = uch =2,6 Kiểm tra sai só cho phép tỷ số truyền: ut = ux.u1.u2 = 2,29 3,08 2,6= 18,33 => Thỏa điều kiện sai số cho phép 1.4 Xác định công suất, momen số vịng quay trục Cơng suất, momen số vòng quay trục ( I, II, III) hệ dẫn động Công suất: Ptang= Plv = 4,03 (kW) + Công suất trục 3: + Công suất trục 2: + Cơng suất trục 1: Số vịng quay trục SVTH: Nguyễn Tiến Duy 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu Kích thước bulong vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc Vật liệu Bulong thép 20 thép 25, trọng lượng Q(kG) hộp xác định gần theo khoảng cách trục Theo Bảng 18-3a.b/T.89 – Giáo trình tính tốn, thiết kế hệ dẫn động khí T2, chọn Bulong vịng có : Ren d M10 d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l f b c x r r1 r2 45 25 10 25 15 22 21 12 1,5 4.2.2 Chốt định vị Sử dụng chốt định vị hình trụ có : d = mm, c = 1,2 , l = 40 mm, ∆ = ÷ 50 4.2.3 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy có hộp lắp ghép để đổ thêm dầu vào hộp Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có lắp thêm nút thơng Theo bảng 18-5/T.92 chọn cửa thăm: B K A R A A 100 B 75 A1 150 B1 100 C 125 K 87 R 12 Vít M8x22 s.lượng 4.2.4 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Theo bảng 18-6/T.93, chọn nút thông hơi: SVTH: Nguyễn Tiến Duy 56 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu A M27x B C D E G H I K L M N O P Q R S 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 4.2.5 Nút tháo dầu Theo bảng 18-7/T.93, chọn nút tháo dầu: d M20x2 b 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 D0 25,4 4.2.6 Que thăm dầu: SVTH: Nguyễn Tiến Duy 57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu 4.2.7 Vòng chắn dầu: PHẦN V TÍNH DUNG SAI KÍCH THƯỚC TRỤC Dựa vào kết cấu làm việc, chết dộ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: 5.1 Dung sai lắp ghép bánh răng: Chịu tải vừa , thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 5.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ổ lăn ta cần lưu y: Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vịng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục Để vịng ổ khơng trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay Đối với vịng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Chính mà lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 5.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp SVTH: Nguyễn Tiến Duy 58 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu 5.4 Dung sai lắp vòng lò xo ( bạc chắn ) trục tuỳ động: Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 5.5 Dung sai lắp ghép then lên trục: Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc D10 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) (μm) Mối lắp Nmax (μm) Smax(μm) ES es EI ei 35H7/k6 +25 +18 +2 18 23 38H7/k6 +25 +18 +2 18 23 40H7/k6 +25 +18 +2 18 23 45H7/k6 +25 +18 +2 18 23 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn: Mối lắp 30k6 35k6 40k6 72H7 80H7 90H7 SVTH: Nguyễn Tiến Duy Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) ES es +15 +18 +18 +30 +30 +30 - (μm) EI ei +2 +2 +2 0 - 59 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu 5.6 Dung sai trục II: Xét chi tiết trục có kích thước gia cơng cho hình bên trên: Với chi tiết cho, trình tự gia cơng là: A1 => A2 =>A3 =>A4 => A5 Như vậy, A6 khâu khép kín A6 = 241mm, A1 = A5= 43.5 mm, A2 =A4 = 57 mm Tra bảng 4.10 Phụ lục (Tập 2), chọn cấp xác chế tạo cấp 11, dung sai kích thước khoảng cách A4 = 57 mm IT = 190 μm Nghĩa là: A4 = 57 ± 0,08mm Ta cần giải tốn nghịch để tìm sai lệch giới hạn kích thước A1, A2, A3, A5 A6 Với trình tự gia cơng trên, chuỗi khâu tổng A6 Khâu A2, A1 khâu thành phần giảm, khâu A6 khâu thành phần tăng Kích thước A1,A2 mm nằm khoảng 30-50 mm => i = 1,56 Kích thước A3,A5 nằm khoảng 50-80 mm => i = 1,86 Kích thước A6 = 241 mm => i = 2,89 SVTH: Nguyễn Tiến Duy 60 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu Xác định trị số đơn vị i khâu thành phần bảng tra sau thay vào cơng thức đây, ta có: am = = = 19,52 Dựa vào bảng để xác định độ xác chung khâu thành phần cấp 7, cấp xác có a = 16 gần với 19,52 Từ cấp xác 8, tra sai lệch giới hạn dung sai (n-1) khâu thành phần, ta có: A6 = 241 H7 = 241+0,046 mm; A1 = A5 = 43,5 h7 = 43,5-0,025 mm A2=A4 = 57 h7 = 57-0,025 mm Khâu lại A2 = Ak khâu giảm, ta có: es2 = – – E= – – (– 0,08) = 0,08 mm ei2 = – – E = 0,046 – [(–0,025) – (– 0,025) – (– 0,025) –0,08] = 0,041 mm Vậy: A6 = 241+0,046 ; A1 = A5 = 43,5-0,025 ; A2=A4 = 57-0,025 mm; A3 = 40 ± 0,08 mm HẾT BÀI ! SVTH: Nguyễn Tiến Duy 61 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu Tài liệu tham khảo: [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập1 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập2 Nxb Giáo dục Hà Nội [3] Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy Tập1,2 Nxb Giáo dục Hà nội 1994 [4] Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép Nxb Giáo dục Hà nội 2004 [5] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm – Thiết kế chi tiết máy Nxb Giáo dục SVTH: Nguyễn Tiến Duy 62 ... (1 ,2? ??1,5).35= 42? ?? 52, 5 mm =>chọn lm 22 = lm23 =lm24 = 45 mm l 22 = 0,5(lm 22 + bo2) + k1 + k2 = 0,5.(45 +21 ) + 10 +10= 53 mm l23= l 22 + 0,5(lm 22 + lm23) + k1 = 53 + 0,5(45+45)+10 = 108 mm l24 = 2l23 – l 22 = 2. 108... Nguyễn Tiến Duy 30 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Ta có: GVHD: Văn Quốc Hữu FX21= SVTH: Nguyễn Tiến Duy 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu SVTH: Nguyễn Tiến Duy 32 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc... Tiến Duy 28 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: Văn Quốc Hữu SVTH: Nguyễn Tiến Duy 29 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trục II: GVHD: Văn Quốc Hữu +65,8 mm; + ; + β = 31,7o Ta có: => FX23 = 13 52, 94 N N => FY23 = 5 12, 6 N