Đồ án môn học Thiết kế chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay. Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu: “Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải. Do lần đầu tiên làm quen thiết kế, với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu, ý kiến các trang mạng, cũng như sinh viên khóa trước nhưng em cũng không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy bộ môn, giúp em có được những kiến thức cần thiết để bổ sung vào những thiếu sót đó và sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc sản xuất.
LỜI CẢM ƠN Khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, bạn bè Đồ án môn học Thiết kế chi tiết máy môn học cần thiết cho sinh viên nghành khí nói chung để giải vấn đề tổng hợp cơng nghệ khí, chế tạo máy Mục đích giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức học, nghiên cứu làm quen với công việc thiết kế chế tạo thực tế sản xuất khí Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường tạo điều kiện cho chúng em tiếp xúc làm quen với việc nghiên cứu: “Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải" Do lần làm quen thiết kế, với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, cịn có mảng chưa nắm vững dù cố gắng tham khảo tài liệu, ý kiến trang mạng, sinh viên khóa trước em khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy mơn, giúp em có kiến thức cần thiết để bổ sung vào thiếu sót sau trường ứng dụng công việc sản xuất Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy môn đặc biệt thầy Văn Quốc Hữu tận tình giúp đỡ em tận tình đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án mơn học Hồ Chí Minh, Ngày 15 tháng năm 2021 Sinh viên Nông Phước Thạnh Em xin chân thành cảm ơn ! ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU Mục Lục Phần I: TÍNH TOÁN HỘP GIẢM TỐC I Chọn động Xác định công suất động cơ……………….…………………………….….7 Phân phối tỷ số truyền………………………………………………… … Số vịng quay trục cơng tác………………………………… …… 4.Tỉ số truyền sơ hệ thống dẫn động………………………… …… 5.Điều kiện chọn động cơ…………………………… …… Phần II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I Chọn vật liệu chế tạo bánh Chọn vật liệu…………………………………………………………… ….10 Xác định ứng suất cho phép……………………………………….… 11-13 Xác định thông số truyền cấp chậm………………… 13-22 Bộ truyền bánh cấp nhanh…………………………………….…22-31 Phần III: THIẾT KẾ TRỤC Chọn vật liệu …………………………………………………………… 32 Tính sức bền trục………………………………………………………… 32 2.1 Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục.32 2.2 Xác định sơ đường kính trục……………………………………… 33 2.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực ……………35 2.4 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục………… ……36-41 2.5 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi ……………………………… 41-49 Tính chọn then 3.1 Chọn then trục I………………………………………………….……….53 3.2 Chọn then trục II…………………………………………………… 54-57 3.3 Chọn then trục III………………………………………………… ……57 Tính chọn ổ lăn 4.1 Ổ lăn trục I……………………………………………………….……58-60 4.2 Ổ lăn trục II…………………………………… ………………… 60-63 4.3 Ổ lăn trục III……………………………………………………… …….63 Chọn khớp nối 5.1 Khớp nối cho đầu vào trục I………………………………………….…66 NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU 5.2 Khớp nối cho đầu vào trục III………………………………………… 68 PHẦN IV: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP I Thiết kế kich thước vỏ hộp Chọn vật liệu, bề mặt ghép nắp thân…………………………… 68 Các kích thước vỏ hộp……………….…………….…68-71 PHẦN V: CÁC CHI TIẾT PHỤ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP Cửa thăm…………………………………………………………… ….72 Nút thông hơi………………………………………………………… 72 Nút tháo dầu…………………………………………………………… 73 Que thăm dầu………………………………………………………… 73 Vòng chắn dầu……………………………………………………… …74 Chốt định vị…………………………………….………………… .75 Vòng đệm……………………………………………………….……… 76 Nắp ổ…………………………………………… ……76 Kết cấu cốc lót………………………………………………… …… 77 10 Bơi trơn ổ lăn hộp giảm tốc………………….………………… 77 10.a Bôi trơn ổ lăn………………………………….……………… …78 10.b Bôi trơn hộp giảm tốc……………………….….…………….… 78 11 Dung sai và yêu cầu kĩ thuật………… ………………….… 80 11.1 Dung sai lắp ghép bánh trục….……………………80 11.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn……………………………………… ….81 11.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu trục………………….…… ….81 11.4 Dung sai chốt định vi……………………………………………….82 11.5 Dung sai trục……………………………………………….… 82 NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU BỘ MÔN: THIẾT KẾ MÁY ĐỀ SỐ V THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Họ tên SV: NÔNG PHƯỚC THANH Lớp: Kỹ Thuật Ơ Tơ Ngày giao đề: Ngày nộp bài: GV hướng dẫn: Th.s Văn Quốc Hữu SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN Chế độ làm việc : ngày ca ca 4h Mỗi năm làm việc 300 ngày,tải trọng nhẹ Phương án Thứ nguyên Lực vòng băng tải 150 (kG) Vận tốc băng tải 1,3 (m/s) Đường kính 410 (Mm) Chiều rộng băng tải 390 (Mm) Thời hạn phục vụ (năm) 0,6 Tỉ số 𝑀1 /M Sai số vận tốc cho phép (%) NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU PHẦN I: TÍNH ĐỘNG HỌC - Điều kiện làm việc ban đầu: + Lực vòng băng tải: + Vận tốc băng tải: + Đường kính trong: + Thời gian phục vụ: + Sai số vận tốc cho phép: M1 + Tỉ số: - P = 150(KG) = 1500 (N) V = 1,3 (m/s) D = 410 (mm) a= năm 4(%) M = 0,6 Chế độ làm việc: ngày ca, ca giờ,làm việc 300 ngày/năm, tải trọng va đập nhẹ Hiệu suất chung toàn hệ thống: 𝜂 = 𝜂1 𝜂2 𝜂3 … (2.9) Trang 19 Với η1 , η2 , η3 hiệu suất truyền cập ổ lăn hệ thống dẫn động Tra bảng 2.3 ta có: ηol = 0,99 : hiệu suất cặp ổ lăn ηbr = 0,97 : hiệu suất cặp bánh Vậy η = 0,994.0,974 = 0,85 I Chọn động cơ: 1) Xác định công thức động Ta có: cơng suất máy cơng tác: P= F.v 1000 = 1500.1,3 1000 =1,95 Trong : F: lực kéo băng tải xích tải (N) v: Vận tốc di chuyển bang tải xích tải (m/s) ) Công suất cần thiết cho động : - Tải trọng tương đương: PM2 t1 + P12 t + P22 t Ptđ = √ t1 + t + t NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY =√ GVHD: VĂN QUỐC HỮU (1,4 P1 )2 t1 + P12 t + (0,6 P1 )2 t t1 + t + t (1,4.1,95)2 + 1,952 (4.3600) + (0,6.1,95)2 (4.3600) =√ + (4.3600 − 5) + (4.3600) Ptđ = 1,61 ( kW ) - - Công suất cần thiết trục động cơ: Ptđ 1,61 Pct = = = 1,89 ( kW ) η 0,85 Trong đó: Ptđ : cơng suất tương đương (kW) Pct : cơng suất cần thiết tính tốn trục động (kW) 𝜂: hiệu suất chung toàn hệ thống Ta có 𝑃𝑐𝑡 nên ta cần chọn động có công suất thỏa điều kiện: 𝑃đ𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡 ) Số vịng quay trục cơng tác: 60 103 𝑣 60 103 1,3 𝑣𝑔 𝑛𝑙𝑣 = = = 60,58 ( ) 𝜋 𝐷 3,14.410 𝑝ℎ (2.16) Trong : v: vận tốc băng tải xích tải (m/s) D: đường kính tang quay , (mm) Chú ý : Tùy thuộc vào đề ( liệu cho z, p, D ) mà áp dụng cơng thức để tính 4) Tỉ số truyền sơ hệ thống dẫn động: Usb = ΠUsbi Trong đó: 𝑈𝑠𝑏𝑖 tỉ số truyền sơ truyền thứ i hệ thống ( đai xích; bánh trục vít bánh vít ) Tra bảng 2.4 chọn: Uh = 24 Usb = Uh = 24 - Số vòng quay sơ động cơ: NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Usb = nsb nlv GVHD: VĂN QUỐC HỮU → nsb = Usb nlv (vg/ph) (2.18) = 24.60,58=1453,92 (vg/ph) 5) Điều kiện chọn động cơ: - - Pđc ≥ Pct = 1,89 (kW) vg { nsb = 1453,92 ( ) ph Điều kiện mở máy: 𝑇𝑘 > 1,4 𝑇𝑑𝑛 Thực tế có nhiều động thỏa mãn điều kiện Dựa vào thông số cho mục đích kinh tế lựa chọn động 4AX90L4Y3 𝑇𝑚𝑎𝑥 𝑇𝑘 Kiểu động Công Vận tốc Cos𝜑 𝜂% suất quay, 𝑇𝑑𝑛 𝑇𝑑𝑛 kW vg/ph 4AX90L4Y3 2,2 1420 0,83 80 2,2 2,0 II Phân phối tỷ số truyền Tỉ số truyền xác ndc 1420 Uch = = = 23,44 nlv 60,58 Chọn 𝑈𝑐ℎ = 24 -Vì truyền bánh đồng trục nên phân 𝑈𝑐ℎ cho cấp theo công thức : U1 = U2 = √Uch = √24 = 4.90 (3.14) - II) Tính tốn cơng suất, momen số vịng quay trục: Công suất trục: Plv 1,95 PIII = = = 1,97 ( kW) nol 0,99 PIII 1,97 PII = = = 1,026 (kW) nol nbr 2.0,99.0,97 PII 2.1,026 PI = = = 2,13 (kW) nol nbr 0,99.0,97 Pđc = PI nol = 2,13 0,99 = 2,15 (kW) NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU Số vòng quay: nI = nđc = 1420 ( vg ) ph nI 1420 vg = = 289,79 ( ) U1 4,90 ph nII 289,79 vg = = = 59,14 ( ) U2 4,90 ph nII = nIII Momen trục: 9,55.106 Pđc 9,55.106 2,15 Tđc = = = 14459,5 nđc 1420 (N mm) 9,55 106 PI 9,55 106 2,13 TI = = = 14325,0 (N mm) nI 1420 9,55 106 PII 9,55 106 1,026 TII = = = 33811,7 (N mm) nII 289,79 9,55 106 PIII 9,55 106 1,97 TIII = = = 318118,0 (N mm) nIII 59,14 Trục Động I II III 2,15 2,13 1,026 1,97 Thông số Công suất P (kW) Tỉ số truyền U Số vòng quay n (vg/ph) Momen xoắn T (N.mm) 4,90 1420 4,90 1420 289,79 59,14 14325,0 33811,7 318118,0 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC I Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Chọn vật liệu NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU Nên chọn vật liệu thay đổi cách nhiệt luyện để có độ rắn mặt bánh lớn độ rắn bánh khoảng 10…15 HB (HB1≥ HB2 + 10…15) Vì hộp giảm tốc có công suất nhỏ truyền chịu tải trọng va đập nhẹ khơng có u cầu đặc biệt nên ta chọn vật liệu chế tạo cấp bánh sau: Tra bảng 6.1 Trang 92 Bánh nhỏ Bánh lớn Nhiệt luyện Thép 45 cải thiện Thép 45 thường hóa Độ rắn HB 192 - 240 HB 170 - 217 𝜎𝑏 750 600 𝜎𝑐ℎ 450 340 Xác định ứng suất cho phép Bánh cấp nhanh Ứng suất tiếp xúc cho phép [𝜎𝐻 ] và ứng suất uốn cho phép xác định theo công thức sau: [σH ] = [σF ] = σ°Hlim SH σ∘Flim SF ZR ZV K XH K HL (MPa) YS ZS K XF K FC K FL (MPa) (1) (2) Trong : ZR hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc ZV hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng K XH hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh YR hệ số xét đến ảnh độ nhám mặt lượn chân YS hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất K XF hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến độ bền uốn 𝑍 𝑍 𝐾 = { 𝑅 𝑉 𝑋𝐻 → nên (1) (2) trở thành 𝑌𝑅 𝑍𝑆 𝐾𝑋𝐹 = [𝜎𝐻 ] = [𝜎𝐹 ] = ∘ 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚 𝑆𝐻 ∘ 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚 𝑆𝐹 𝐾𝐻𝐿 (MPa) 𝐾𝐹𝐶 𝐾𝐹𝐿 (MPa) 10 NÔNG PHƯỚC THẠNH ... HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY NƠNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN QUỐC HỮU BỘ MÔN: THIẾT KẾ MÁY ĐỀ SỐ V THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Họ tên SV: NÔNG... tốc di chuyển bang tải xích tải (m/s) ) Công suất cần thiết cho động : - Tải trọng tương đương: PM2 t1 + P12 t + P22 t Ptđ = √ t1 + t + t NÔNG PHƯỚC THẠNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY =√ GVHD: VĂN QUỐC... GV hướng dẫn: Th.s Văn Quốc Hữu SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN Chế độ làm việc : ngày ca ca 4h Mỗi năm làm việc 300 ngày ,tải trọng nhẹ Phương án Thứ nguyên Lực vòng băng tải 150 (kG) Vận tốc băng tải 1,3 (m/s)