Thiết kế hệ dẫn động xích tải để ôn lại kiến thức và để tổng hợp lý thuyết đã học vào một hệ thống cơ khí hoàn chỉnh

Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY: Thiết kế hệ dẫn động xích tải để ôn lại kiến thức để tổng hợp lý thuyết học vào hệ thống khí hồn chỉnh LỜI NÓI ĐẦU Đồ án chi tiết máy đồ án quan trọng sinh viên ngành khí chế tạo máy Đồ án thể kiến thức sinh viên vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép sở thiểt kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực đồ án cách khoa học tạo sở cho đồ án Xích tải phương pháp nâng chuyển sử dụng rộng rãi ngành khí nói riêng cơng nghiệp nói chung Trong mơi trường cơng nghiệp đại ngày nay, việc thiết kế hệ thống dẫn động xích tải cho tiết kiệm mà đáp ứng độ bền quan trọng Được phân cơng Thầy, nhóm chúng em thực đồ án Thiết kế hệ dẫn động xích tải để ơn lại kiến thức để tổng hợp lý thuyết học vào hệ thống khí hồn chỉnh Do yếu tố thời gian, kiến thức yếu tố khác nên chắn có nhiều sai sót, mong nhận nhận xét quý báu thầy Xin cám ơn thầy hứơng dẫn thầy Khoa Cơ khí giúp đỡ chúng em hồn thành đồ án này! SVTH: Nguyễn Văn Tiến Bùi Văn Tiến Bùi Xn Tồn Nguyễn Trọng Tín Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án: 12 Động điện Bộ truyền đai thang Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp đồng trục Nối trục đàn hồi Xích tải Số liệu thiết kế: Lực vịng xích tải: F = 3500N Vận tốc xích tải: v = 1,25 m/s Số đĩa xích tải dẫn: z = 11 Bước xích tải: p = 110 mm Thời gian phục vụ: L = năm Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH (1 năm làm việc 300 ngày, 1ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T; T2 = 0,9T; T3 = 0,75T t1= 15s ; t2 = 48s ; t3 = 12s MỤC LỤC PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHẦN II : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động Phân phối tỉ số truyền 10 PHẦN III : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Chọn dạng đai 12 Tính đường kính bánh đai nhỏ 12 Tính đường kính bánh đai lớn 12 Xác định khoảng cách trục a chiều dài đai l 13 Tính góc ơm đai nhỏ 14 Tính số đai z 14 Kích thước chủ yếu bánh đai 15 Lực tác dụng lên trục Fr lực căng ban đầu Fo 15 Đánh giá đai 16 10 Tuổi thọ đai 16 PHẦN IV : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 17 Tính tốn cấp chậm 17 tính toán cấp nhanh 23 PHẦN V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN 30 Thiết kế trục 30 tính then 44 PHẦN VI : CHỌN Ổ LĂN VÀ KHỚP NỐI TRỤC 51 Chọn ổ lăn 51 Khớp nối trục 54 PHẦN VII : THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 55 1.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 55 Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH 2.Các chi tiết phụ 56 Dung sai lắp ghép 58 PHẦN VIII : XÍCH TẢI 59 PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH` TẢI Xích tải loại truyền xích sử dụng rộng rãi sống sản xuất với hiệu suất cao, không sảy tượng trượt, khả tải cao, chịu tải làm việc ưa chuộn băng chuyền sản xuất Dưới hình ảnh ứng dụng xích tải sản xuất: Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Phần II: Chọn động phân phối tỷ số truyền Chọn động 1.1 Xác định tải trọng tương đương Công suất ứng với tải lớn nhất: P F v 3000.1, 25   4,375 (kW) 1000 1000 3.4 1 Công suất tương đương: 2  T1   T2   T3    t1    t2    t3 T  T  Ptđ  P  T  t1  t2  t3 Với: T T1 T  ;  0,9  0, 75 T T T Thay số vào ta được: Ptđ  4,375 (15  0,92.48  0, 752.12)  3,934 (kW) 15  48  12 1.2 Xác định công suất cần thiết Hiệu suất truyền theo bảng 3.3 1 Chọn: - Hiệu suất truyền đai (để hở): ηd = 0,95 - Hiệu suất cặp bánh trụ (được che kín): br  0,96 - Hiệu suất cặp ổ lăn: ηol = 0, 99 - Hiệu suất khớp nối trục:  kn  - Hiệu suất toàn hệ thống η:   dbr2  knol4 3.12 1  0,95.0,962.0,994.1 =84% Công suất cần thiết: Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Pct  Ptd   3, 934  4, 68 (kW) 0,84 3.11 1 Số vòng quay xích tải làm việc: nlv  60000.v 60000.1, 25   62 vòng/phút z p 11.110 5.10 1 Chọn tỉ số truyền sơ hệ thống 2.15   u tsb = uhsb.u đsb Số vòng quay sơ trục động nsb = utsb.nlv = 48.62 = 2976 (vịng/phút) 2.18[2] Chọn động có số vòng quay đồng nđb = 3000 (vòng/phút) (2p = ) Động loại K chế tạo nước, dễ tìm, giá thành khơng cao Dựa vào bảng p1.1[2]: thông số kĩ thuật động loại K Ta chọn động với thông số sau: Kiểu động Công suất K123M2 5,5 Vận tốc quay % Ik I dn 2900 85 7.0 Khối lượng Tk Tdn cos  (Kg) 2,2 0,93 73 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung: ut  ndc 2900   46,77 nlv 62 Mà ut = u d.u h Với ud tỉ số truyền đai uh tỉ số truyền hộp giảm tốc Chọn ud   uh  46, 77  11, 69 u h = u 1.u ( u1,u2 tỉ số truyền cấp nhanh cấp chậm) Đối với hộp giảm tốc đồng trục, dể sử dụng hết khả tải cặp bánh cấp nhanh ta chọn u1 theo công thức: Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH uh  uh u1 = giá trị suy  ba  ba1 3.21[1]  ba u 1 h  ba1  ba thông thường 1,5 1,6 ta chọn 1,5  ba1 u1 = 11, 69  1,5.11, 69  3,57 1,5.11, 69  ; u2 = 11,69  3, 27 3,57 Công suất trục: P1 = Pdc ηd ηol = 5,5.0,95.0,99 = 5, 454(kW) P2  P1.br ol  5, 454.0,96.0,99  5,18(kW ) P3  P2br ol  5,18.0,96.0, 99  4,93( kW ) p4  P3 kn ol  4,93.1.0.99  4,88 ( Kw) Số vòng quay trục: n1 = ndc 2900 = = 725(v / ph) ud n2 = n1 725 = = 203(v / ph) u1 3,57 n3 = n2 203 = = 62,1(v / ph) u2 2, 27 n4 = n3 62,1   62,1(v / ph) ukn Mômen xoắn trục: Tdc = 9,55.106 T1 = 9,55.106 Pdc 5.5 = 9,55.106 = 15412( Nmm) ndc 2900 P1 5, 454 = 9,55.106 = 71842( Nmm) n1 725 T2 = 9,55.106 P2 5,18 = 9,55.106 = 243690( Nmm) n2 203 Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH P3 4,93 = 9,55.106 = 758156( Nmm) n3 62,1 P 4,88 T4 = 9,55.106 = 9,55.106 = 750467( Nmm) n4 62,1 T3 = 9, 55.106 Bảng thông số Trục Động Thông số Tỷ số truyền I II 3,57 III 3,27 IV Công suất (kW) 5.5 5,454 5,18 4,93 4,88 Số vịng quay (vg/ph) 2900 725 203 62,1 62,1 Mơmen T (Nmm) 15412 71842 243690 758156 750467 Phần III: Tính tốn, thiết kế truyền đai thang Chọn dạng đai: Các thông số động tỷ số truyền đai: ndc = 2900v / ph Pdc = 5,5kW ud = Theo sơ đồ hình 4.2[1] ta chọn loại đai đai hình thang thường loại A, ta chọn sau: (L = 560 - 4000, d1 = 100 - 200, T = 40-190,  =360) Thông số bánh đai Loại đai Kích thước mặt cắt, (mm) Diện tích bt b H y0 A1 (mm2) 11 13 2,8 81 Thang, A Trang 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy  d GVHD:AO HÙNG LINH  100 N / mm d  2.243690  33,8 N / mm   d 46.5.64 Kiểm nghiệm sức bền cắt then theo công thức: 2M x   c dbl c  Với: b = 14 mm, thơng số cịn lại  c  87 N / mm c  2.243690  11,8   c 46.14.64 Vậy then thỏa điều kiện 2.3 Trục III: Đường kính chọn trục chỗ lắp bánh tiết diện g-g 65 mm Tra bảng 7-23[5] ta chọn then có: b = 18 mm; h = 11 mm ; t = 5,5 mm; tl = 5,6 mm; k = 6,8 mm, r = 0,4 mm Đường kính đoạn trục chỗ lắp khớp nối : b = 18 mm; h = 11 mm ; t = 5,5 mm; tl = 5,6 mm; k = 6,8 mm, r = 0,4 mm Chiều dài then lắp bánh răng: lt4 = 0,8.lm4 = 0,8.80 = 64 (mm) Chiều dài then lắp khớp nối: lt4’ = 0,8.lm4 = 0,8.100 = 80 (mm) Kiểm nghiệm sức bền dập then theo công thức: d  2M x    dkl  M x  758156 Nmm   d  65 mm Với then lắp bánh răng:   k  6,8 mm lt  64 mm  d  100 N / mm d  2.758156  53, N / mm   d 65.6,8.64 Trang 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH  M x  758156 Nmm  d  65 mm  Với then lắp khớp nối:   k  6,8 mm lt 4'  80 mm  d  100 N / mm d  2.758156  42,9 N / mm2   d 65.6,8.80 Kiểm nghiệm sức bền cắt then theo công thức: c  2M x   c dbl Với: b = 18 mm, thơng số cịn lại  c  87 N / mm Đối với bánh :  c  2.758156  20, 25   c 65.18.64 Đối với khớp nối : c  2.758156  16,   c 65.18.80 Vậy then thỏa điều kiện Bảng thông số trục I Thông số Đường kính trục dI Đường kính tiết diện nguy hiểm Trị số (mm) 30 a-a : 35 b-b : 39 Chiều dài mayơ bánh trục 80 Khoảng cách từ trung điểm mayơ bánh đai ổ lăn thứ I l12 77,5 Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ I bánh l13 70,5 Khoảng cách từ trung điểm mayơ hai ổ lăn thứ I II l11 141 Chiều dày ổ lăn trục B01 21 Trang 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Bảng thông số trục II Thơng số Đường kính trục dII Trị số (mm) 40 e-e : 43 Đường kính tiết diện nguy hiểm i-i : 46 Bánh lớn: 80 Chiều dài mayơ bánh trục Bánh nhỏ: 80 Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ III bánh II: l22 71,5 Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ III bánh IV: l23 251,5 Khoảng cách từ trung điểm mayơ ổ lăn thứ IV bánh III: l32 75,5 Chiều dày ổ lăn trục B02 23 Bảng thông số trục III Trang 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Thông số Trị số (mm) Đường kính trục dIII 60 Đường kính tiết diện nguy hiểm g-g : 65 Chiều dài mayơ bánh trục 80 Khoảng cách từ trung điểm cặp ổ lăn trục : l31 163 Khoảng cách từ ổ lăn đến điểm đặt lực xích tải lx 100 Chiều dày ổ lăn trục B02 31 Bảng thông số then trục Trục I Bánh đai TrụcII Bánh Trục III Bánh Bánh Bánh răng Khớp nối b 12 14 14 18 18 h 9 11 11 t 4,5 5 5,5 5,5 t1 3,1 4,4 4,1 4,1 5,6 5,6 r 0,2 0,2 0,2 0,2 0.4 0,4 Trang 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH b t t1 h r Phần VI: chọn ổ lăn khớp nối trục Chọn ổ lăn 1.1 Các thông số ổ lăn Trên trục ta chọn loại ổ lăn lấy theo ổ lăn lớn nhất; Trên trục I A RA RB B Tổng hợp lực tác dụng lên gối đỡ: 2 RA  RAY  RAX  1771, 2  665, 22  1892( N ) 2 RB  RBY  RBX  3362  665, 2  745( N ) Đường kính cần chọn ổ lăn d=35mm Ta có RA >RB nên ta tính gối đỡ A Tải trọng tương đương Q  ( KV R  M At ) K n K t Trong đó: Kt = tải trọng tĩnh Kn = nhiệt độ làm việc 100 0C Kv = vòng ổ quay Vì lực dọc trục At = nên Q = RA = 1892 (N) = 1,892 (kN) Với số vòng quay trục n = 725 (vg/ph); h = 33600 (giờ) C = Q L  1,892 60.n.Lh 60.725.33600  1,892  24,5 (kN) 10 106 Trang 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Tra bảng P2.7 chọn ổ lăn cỡ trung, kí hiệu 307 với Cbảng = 26,2 kN; d = 35mm; B = 21mm đường kính ngồi D = 80 mm chỗ vát r = 2,5 mm Trên trục II C RD RC D Tổng hợp lực tác dụng lên gối đỡ: 2 RC  RCY  RCX  717,  19662  2093( N ) 2 RD  RDY  RDX  12962  3566  3794( N ) Đường kính cần chọn ổ lăn d=40mm Ta có RD >RC nên ta tính gối đở D Tải trọng tương đương Q  ( KV R  M At ) K n K t (N) Trong đó: Kt = tải trọng tỉnh Kn = nhiệt độ làm việc 100 0C Kv = vịng ổ quay Vì lực dọc trục At = nên Q = RD = 3794 N Với số vòng quay trục n = 203 (vg/ph); h=33600 (giờ) C = Q L  3, 794 60.n.Lh 60.203.33600  3, 794  28, (kN) 10 106 Tra bảng P2.7 [2] chọn ổ lăn cỡ trung, kí hiệu 308 với Cbảng = 31,9 kN; d = 40 mm ; B = 23 mm; đường kính ngồi D = 90 mm chỗ vát r = 2,5 mm Trên trục III: E RE RF F Tổng hợp lực tác dụng lên gối đỡ: 2 RE  REY  REX  764, 62  2100, 752  2236( N ) 2 RF  RFY  RFX  764, 62  2100, 752  2236( N ) Đường kính cần chọn ổ lăn d = 60mm Trang 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Ta có RE = RF nên ta tính gối đở E F Tải trọng tương đương Q  ( KV R  M At ) K n K t (N) Trong đó: Kt = tải trọng tỉnh Kn = nhiệt độ làm việc 100 0C Kv = vòng ổ quay Vì lực dọc trục At = nên Qb = RA = 2236 N Với số vòng quay trục n = 62,1 (vg/ph); h=33600 (giờ) C = Q L  2, 236 60.n.Lh 60.62,1.33600  2, 236  11, (kN) 10 106 Tra bảng P2.7 chọn ổ lăn cỡ trung kí hiệu 312 với Cbảng = 64,1; d = 60mm; B = 31 mm đường kính ngồi D = 130mm chỗ vát r = 3,5 mm 1.2 Chọn kiểu lắp ổ lăn: Để ổ lăn làm việc tốt, đảm bảo không trượt trục làm việc, ta chọn lắp ổ vào trục theo hệ lỗ, vào vỏ hộp theo hệ trục 1.3 Bôi trơn ổ lăn: Bộ phận ổ bôi trơn mỡ, vận tốc bánh thấp, khơng thể dùng phương pháp bắn toé để hắt dầu vào hộp vào bơi trơn phận ổ Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 ÷ 1000C vận tốc 1500 vịng/phút (bảng 8-28)[5] Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng phận ổ Để mỡ khơng chảy ngồi ngăn không cho dầu rơi vào phận ổ, nên làm vịng chắn dầu 1.4 Che kín ổ lăn: Để che kín đầu trục ra, tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ, ngăn mỡ chảy ngồi, dùng loại vịng phớt đơn giản : Dựa vào bảng 8.29[5] ta chọn thơng số sau: Vịng phớt trục d d1 d2 D a b S0 I 35 36 34 48 6,5 12 III 60 61,5 59 79 6,5 12 Trang 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH 1.5 Vịng chắn dầu Kích thước vịng chắn dầu Các trục d d1 d2 t a b Trục I 30 35 79,6 Trục II 40 40 89,6 Trục III 60 60 129,6 9 Chọn khớp nối trục Nối trục đàn hồi dùng để nối hai trục III trục IV để truyền chuyển động mà giảm rung động Công suất truyền: p= 4,92 (KW) Số vòng quay: n= 61 vg/ph Đường kính hộp giảm tốc d= 60 mm Mômen xoắn truyền qua trục nối: M x  758156( Nmm)  758,56( Nm) Chọn hệ số tải động k=1,6 Ta chọn nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, dể chế tạo giá rẻ: Theo trị số momen đường kính trục ta chọn kích thước trục nối (bảng 9-11)[5] M = 1100 (Nm) d = 60 mm; D = 220 mm; = 36 mm ; l = 142 mm; c = mm; Trang 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Do  D  d o  (10  20)  150mm Kích thước chốt d c = 18mm; lc = 42mm; ren M12 số chốt Z = 10 kích thước vịng đàn hồi Đường kính ngồi 35mm Chiều dài tồn vòng đàn hồi lv = 36mm Số vòng quay lớn nmax  2650(v ph) Chọn vật liệu Nối trục : gang Chốt : thép CT45 thường hóa Vịng đàn hồi cao su Ứng suất dập cho phép vòng cao su:  d  2,5 N / mm Ứng suất uốn chốt  u  70 N / mm2 Đều kiện sức bền dập vòng cao su d  2M t  1, 675( N mm )   d  2,5( N mm2 ) ZDO LV DC Đều kiện kiểm nghiệm sức bền uốn chốt u  M t lc  33, 276( N mm )   u  70( N mm ) 0,1.Z d c3 DO PHẦN VII : THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Tên gọi Biểu thức tính tốn Chiều dầy - Thân hộp  =0,025a w +3=8,25 chọn 8mm -Nắp hộp 1  1=0,9  = 7,2 chọn 8mm Trang 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án Chi Tiết Máy GVHD:AO HÙNG LINH Gân tăng cứng -Chiều dầy e e=(0,8-1)  = 6,4 – 8mm chọn e = -Chiều cao h h