thuyết minh đồ án chi tiết máy đề tài đề số 05 THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG XÍCH tải phương án số 15

& TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Quyển thuyết minh đồ án chi tiết máy MÔN HỌC: ĐỐ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN THÌ KIỀU HẠNH SVTH: ĐOÀN DUY KHANG MSSV: 19154066 LỚP: DH19OT TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỀ - PHƯƠNG ÁN 15 ĐỀ TÀI Đề số 05: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Mục lục Chọn động phân phối tỷ số truyền 1.1 Chọn động điện 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tính tốn thiết kế chi tiết máy 2.1 Tính tốn thiết kế chi tiết máy 2.2 Thiết kế truyền bánh răng9 2.2.1 Cặp bánh trụ nghiên cấp chậm 2.2.2 Cặp bánh trụ nghiên cấp nhanh 17 2.3 Thiết kế trục 25 2.4 Lựa chọn ổ lăn 44 2.5 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc53 2.6 Thiết kế chi tiết phụ56 2.7 Bảng dung sai lắp ghép 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Chọn động phân phối tỷ số truyền 1.1 Chọn động điện * Xác định cơng suất động Vì động làm việc với sơ đồ tải trọng thay đổi nên ta chọn động dựa công suất đẳng trị Công suất động phải lớn công suất cần thiết: Pđc ≥ Pct; với: Pct = ( P Ktđ ) ηct =√ 12 20+¿ ¿ ¿ =0,681 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat - Hiệu suất chung: ηch = ηbr1 ηbr2 ηol n ηđ = 0,97.0,97.0,993 0,95 = 0,867 ηbr1 = ηbr2 = 0,97: hiệu suất truyền bánh cấp nhanh chậm ηol = 0,99: hiệu suất ổ lăn (4 cặp ổ lăn) ηx = 0,95: hiệu suất truyền đai n=3 Ta chọn hiệu suất nối trục Công suất cần thiết: Pct = (6,5.0,681) =5,105 kw 0,867 Từ đây, cần phải chọn động có cơng suất lớn 5,105 kW (1) - Tỉ số chuyền chung sơ Tỉ số truyền chung hệ: uch = uhgt.uđ Theo bảng 2.2, chọn sơ ux = 3; uhgt = Do đó: uch = 24 Số vòng quay sơ động cơ: nđc = nct.uch = 45.24=1080 vòng/phút (2) - Từ (1) (2), theo bảng phụ lục ta chọn động có thông số sau: Kiểu động Công suất (kw) Vân tốc quây v/p Cosα η% Tmax/Tdn Tk/ Tdn 4A132S4Y3 87,5 2,2 7.5 1455 0,86 -Tỉ số truyền thực lúc là: uch = nđc 1455 = = 32.33 nlv 45 1.2 Phân phối tỉ số truyền Chọn sơ tỉ số truyền hộp giảm tốc là: uhgt = Đối với hộp giảm tốc bánh trụ đồng trục, tỉ số truyền cấp nhanh lấy cấp chậm: u1 = u2 = √2 uhgt = √ = 2,83 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Tỉ số truyền cuối hộp giảm tốc: uhgt = 2,832= 8,009 ¿ Sai số tỉ số truyền: Δ = ¿ −8,009∨ ¿ = 0.11% Tỉ số truyền truyền đai: uđ = ucℎ 32.33 = = 4,03 uℎgt 8.009 Mặc dù ta chọn động cơng suất đẳng trị tính tốn cho bảng thông số kỹ thuật, ta lại dùng động làm việc tối đa, 6.5 kW PIII = Pct 6,5 = ηbr ηol 0,97.0,99 PII = P=3 ¿ ROMAN ¿ MERGEFORMAT III 6,837 = ηbr ηol 0,97.0,99 = 7,12 PI = = 6,837 P=2 ¿ ROMAN ¿ MERGEFORMAT II 7,12 = ηđ ηo l 0,95.0,99 = 7,57 →công suất làm việc trục I lớn công suất định mức động không vượt 5% nên ta chọn động điện 4A132S4Y3 - momen xoắn trục: TI = 9,55.10 Nmm P=1¿ ROMAN ¿ MERGEFORMAT I 7,57 = 9,55.106 = 200259 n1 485 T¿ ¿ ROMAN ¿ MERGEFORMAT II = 9,55.106 P=2 ¿ ROMAN ¿ MERGEFORMAT II = 533051 Nmm n2 TIII = 9,55.106 Tct = 9,55.106 P=3 ¿ ROMAN ¿ MERGEFORMAT III = 1448709 Nmm n3 Pct = 1379444 Nmm nct thơng số Trục Tỉ số truyền Số vịng quây Động ** Expressio n is faulty ** 4,03 ** Expression is faulty ** 2,83 1455 316 ** Expression is faulty ** 2,83 127,56 45,07 Công tác 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat v/p Công suất, kw 7,5 Momen xoắn, Nmm 7,57 7,12 6,837 6,5 200259 533051 1448709 1379444 Tính tốn thiết kế chi tiết máy 2.1 Thiết kế truyền đai/xích 1- Theo hình 4.22 phụ thuộc vào cơng suất 7.5kw số vòng quay n1= 1455 v / p , ta chon đai loại B với bp=14 mm , b 0=17 mm ;h=10.5mm ; γ = 4.0mm; A = 138mm2; d1 = 140÷280mm 2- Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 1,2dmin = 1,2.140 = 168mm Theo tiêu chuẩn, ta chọn d1 = 180mm πd n1 3- Vân tốc đai: v1 = 60000 = π 180 1455 = 13.7m/s 60000 4- Giả sử ta chọn hệ số trượ t tương đối ε = 0.01 , đường kính bánh đai lớn: d2 = u.d1.(1-ε ) = 4,03.180.(1-0.01) = 718,1mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 710 mm d2 710 = = 3,98 d 1.(1 − ε ) 180.(1− 0.01) Tỷ số truyền: u = Sai lệch so với giá trị chọn trước 1,2% 5- Khoảng cách trục nhỏ xác định theo công thức: 2(d1+d2)≥ a ≥0,55(d1+d2) + h (180+710) ≥ a ≥ 0.55 (180+710) + 10,5 1780 ≥ a ≥ 500 mm Ta chọn sơ a = d2 = 710 mm 6- Chiều dài tính toán đai: L = 2a + π (d 2+ d 1) + ¿¿ = 2.710 + π (710+180) + ¿ ¿ = 2916,9mm Theo bảng 4.3 ta chọn đai có chiều dài L = 3150mm = 3,15mm 7- Số vòng chaỵ đai giây i= v 13,7 = = 4,35 L 3,15 [ i ] = 10 s− 1, điều kiện thỏa TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat k + √ k −8 △ 8- Tính tốn lại khoảng cách trục a: a = Trong đó: k = L - π △= (d 1+ d 2) (180+710) = 3150 - π = 1751,9 mm 2 (d 2− d 1) 710− 180 = = 265 2 1751,9+ √ 1751,92 −8 2652 a= = 833,8 mm Giá trị a thỏa mãn khoảng cho phép 9- Góc ơm đai bánh đai nhỏ α = 180˚ - 57 = 180˚ - 57 (d 2− d 1) a (710 −180) = 143,8 = 2.5 rad 833,8 10: cách hệ số sữ dụng - hệ số xét đến ảnh hướng góc ơm đai: Cα = 1,24.(1-e −α /110) = 0,9 - hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc: Cv = 1- 0,05.(0,01 v 2-1) = 1- 0,05.(0,01.13,72 -1) = 0,956 - hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz, ta chọn sơ 0.95 - hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền u: Cu = 1,14 u = 4.03 ¿ 2,5 - hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng: Cr = 0,85 - hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai CL = √ √ L 2500 = = 1,018 L0 2240 11 - theo sơ đồ hình 4.21c loại B Ta chọn [ P0 ] = 4,5kw d = 180, L = 2240mm, v = 13,7m/s đai 12- Số dây đai xác định theo công thức : Z≥ P1 7,5 = [ P 0]Cα Cu CL Cz Cr Cv 4,5.0,91 1,14 1,018.0 95 0,85 0,956 ≥2 ta chon Z = TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 13-Lực căng đai ban đầu: F0 = Aσ 0= zA1σ = 2.138.1,5 = 414 N - Lực căng dây đai: F0 = 207 N Lực vịng có ít: Ft = 1000 P 1000.7,5 = =547,4 v1 13,7 - Lực vòng dây đai là: 273,7 14 - Giữa hệ số ma sát f , lực căng đai ban đầu F0 ứng suất kéo cho phép [ σ 0] có quan hệ - từ công thức : F0 = Ft e f α +1 ef α − 1 F 0+ Ft Từ suy ra: f ' =¿ ln = 0,64 α F 0− Ft Hệ số ma sát nhỏ để truyền không bị trược trơn f = f '.sin20˚ = 0,22 Góc chêm đai có giá trị tiêu chuẩn 40 độ - Lực tác dụng lên trục : Fr = 2F0 sin( α1 143,8 ) = 2.414.sin( ) = 787 N 2 15- Ứng suất lớn dây đai : α max= σ + σ v + σ u1 = σ + 0,5 σ t + σ v + σ u1 = 207 273,7 2.4 + + 1200.13,72.10− + 100 = 7,16 mPa 138 2.138 180 Kiểm nghiệm đai theo ứng suất kéo cho phép: α max≤ [σ]k Giá trị α max thỏa mãn khoảng cho phép với [σ]k = MPa đai dẹt [σ]k = 10 MPa đai thang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 16- Tuổi thọ đai xác định theo công thức: Lh = ¿ ¿ = ¿ ¿ = 1989,8 Trong đó: σ r = 9mPa m=8 Bảng tóm tắc thơng số Loại đai Đai loại B Góc ơm đai α 143,8 Đường kính bánh dẫn d1 180mm Đường kính bánh bị dẫn d2 710mm Khoảng cách trục a 833,8 mm Chiều dài đai L 3150mm Số dây đai Z Fr 787 mPa 2.2 Thiết kế truyền bánh 2.2.1 Cặp bánh trụ nghiên cấp chậm * Số liệu đầu vào ta có P1 = 7,12 kW; T1 = 533051 Nmm; n1 = 127,56 v/p; tỉ số truyền u1 = 2,83 Ta có thời gian làm việc tính theo hộp giảm tốc: Lh = L.Kng.tc.sc = 7.180.2.8 = 20160 Trong đó: - Lh thời gian làm việc hộp giảm tốc tính theo (giờ) - L thời gian làm việc hộp giảm tốc tính theo năm (năm) - Kng số ngày làm năm (ngày) - tc thời gian làm việc ca (giờ) - sc số ca làm hộp giảm tốc ngày (ca) 2.2.1.1 chon vật liệu: Do khơng có u cầu đặt biệt theo quan điểm thống hóa thiết kế, chọn vật liệu cặp bánh nhuư 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Suy : Fat = Fa3 – Fa2 = 1814 -778,6 = 1035,4 N chiều với Fa3, theo quy ước chiều dương - Ta có Fat/Fro3 = 0,55  0,3 theo yêu cầu làm việc trục ta chọn ổ bi đỡ chặn dãy → Ta chọn loại ổ lăn đỡ - chặn cỡ nhẹ hẹp, kí hiệu 46211 với d = 55mm, b = 21 mm, đường kính ngồi D = 100 mm, chỗ vát = 2,5 mm, C = 34,9 kN, C0 = 32,1 kN (Tra phụ lục P2.12 sách tính tốn hệ dẫn động khí) F at 1035,4 - Ta có: C = 32100 = 0,0 32 Tra bảng 11.4 sách tính tốn hệ dẫn động khí ta có α = 12o; e = 0,34 - Ta có: S3 = e F ro3=0.34 1876,01=¿637,84 N S4 = e F ro4 =0.34 5919,63=2012,67 N Với sợ đồ bố trí bảng 11.5 sách tính tốn hệ dẫn động khí tập ta có: ∑ F ao 3=S − Fat =2012,67 −1035,4=977,27> S → Fao3 = 977,27 N ∑ F ao =S + Fat =637,84+1035,4=1673,24 0,04 aw +10=0,04.250+10=20>12 55 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat lông lấy d1 = 20 mm vít Đường kính bu lông cạnh d 2=( 0,7 … 0,8 ) d 1=( 0,7 … 0,8 ) 20=14 …16 ổ lấy d2 = 14 mm Đường kính bu lơng ghép d = ( 0,8 … 0,9 ) d =( 0,8 … 0,9 ) 14=11,2 … 12,6 nắp bích thân lấy d3 = 12 mm Đường kính vít ghép nắp ổ d =( 0,6 … 0,7 ) d = ( 0,6 … 0,7 ) 14=8,4 … 9,8 Đường kính vít nắp cửa lấy d4 = 10 mm thăm thân d 5= ( 0,5 … 0,6 ) d 2=( 0,5 … 0,6 ) 14=7 … 8,4 lấy d5 = mm Mặt Chiều dày bích thân hộp bích ghép nắp thân Chiều dày bích nắp hộp S3= (1,4 … 1,8 ) d3 =( 1,4 … 1,8 ) 12=16,8 … 1,6 lấy S3 = 20 mm S4 =( 0,9 … ) S 3=( 0,9 … ) 0=18 … lấy S4 = 19 mm K ≈ K − ( …5 )=4 … Bề rộng bích nắp thân Kích thước gối trục lấy K 3=4 Đường kính tâm Trục : D= 72 mm lỗ vít D3 = 116 mm D2 = 90 mm Trục : D= 100 mm D3 = 150 mm D2 = 120 mm Trục : D= 120 mm D3 = 170 mm D2 = 140 mm Bề rộng mặt ghép bu lông K 2=E 2+ R 2+ (3 …5 )=43,6 … 45,6 cạnh ổ lấy K 2=4 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E =1,6.d =1,6 14=22,4 mm 2 R2=1,3 d 2=1,3 14=18,2mm Mặt đế Chiều dày khơng có S1=( 1,3 … 1,5 ) d 1=( 1,3 … 1,5 ) 20=26 … 30 mm hộp phần lồi lấy S1 = 28 mm 56 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat K 1=3 d 1=3.20=60 mm Bề rộng mặt đế hộp q 1> K 1+2 δ=60+ 2.10=80 mm Khe hở Giữa bánh với thành ∆ ≥ ( …1,2 ) δ =( …1,2 ) 10=10 … 12 hộp lấy  = 11 mm chi Giữa đỉnh bánh lớn ∆ ≥ ( … ) δ =( … ) 10=30 … 50 tiết với đáy hộp lấy 1 = 50 mm Giữa mặt bên bánh với ∆ ≥ δ=10 mm lấy  ≥10 mm Số Sơ chọn : lượng Chiều dài hộp bu lông L= ( d aI + d aIII ) Z= L+B 800+ 383 = 200 ÷ 300 200 ÷300 Chọn Z=6 + aw 1+ aw +2 δ + ∆ ¿ ( 139,14+376,86 ) +250+250 +2.10+2 11 Chọn L=800mm Chiều rộng hộp B=l 21 +10 ¿ 373+10=383 Chọn B=383 mm 2.6 Thiết kế chi tiết phụ 1.vịng móc Để nâng hay vận chuyển HGT người ta dùng vịng móc Chiều dày S = (2 3)δ = 25 mm Đường kính lổ vịng móc d = (3 4)δ = 35 mm 2.Chốt định vị: - Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục , để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép ta dùng hai chốt định vị , xiết bu lông không làm biến 57 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat dạng vịng ngồi ổ , loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng - Ta chọn chốt định vị hình cơn: d c l mm 1,2 25 140 mm 3.Cửa thăm : Để kiểm tra quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào, đỉnh hộp có làm cửa thăm, cửa thăm đậy nắp , nắp có lắp thêm nút thơng khích thước cửa thăm chọn theo bảng 18.5 A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4.Nút thông hơi: 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 58 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat A B C D E G H I K M27X2 15 30 15 45 36 32 L M N O 10 22 P Q R S 32 18 36 32 Nút tháo dầu: Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa trông hộp bị bẩn bui bẩm , hạt mài cần phải thay lớp dầu ,, để tháo dầu cũ , đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc bịt kín nút tháo dầu kích thước tra bảng 18.7 d b m f L c q D S Do M20x2 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 Que thăm dầu: Khi làm việc bánh rang ngâm dầu theo điều kiện bôi trơn Để kiểm tra chiều cao mức dầu hộp, ta dùng que thăm dầu Chọn kiểu que thăm dầu hình 18.11c Kích thước que thăm dầu tra theo hình: 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat 7.Vịng chắn dầu: - khơng cho dầu mỡ hộp tiếp xúc với phận ổ lăn 8.Vịng phớt - có tác dung khơng cho dầu mỡ chảy hộp giảm tốc ngăn khơng cho bụi từ bên ngồi vào bên HGT, tuổi thọ ổ lăn phù thuộc vào nhiều vào vòng phớt 2.7 Bảng dung sai lắp ghép Căn vào yêu cầu làm việc chi tiết hộp giảm tốc, ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai ổ lăn: Vòng ổ lăn chịu tải tuần hoàn ta chọn kiểu lắp trung gian theo hệ trục k6 Vịng ngồi ổ lăn khơng quay, chịu tải cục bộ, ta chọn kiểu lắp trung gian theo hệ lỗ H7 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Lắp ghép bánh trục: Bánh trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiểu lắp ghép H7/k6 Lắp ghép chốt định vị: Để đảm bảo độ đồng tâm không bị sút, ta chọn kiểu lắp chặt P7/h6 Lắp ghép then: Theo chiều rộng: ta chọn kiểu lắp rãnh trục P9, kiểu lắp bạc Js9 Theo chiều cao sai lệch giới hạn kích thước then h14 trục Theo chiều cao sai lệch giới hạn kích thước then h11 bánh răng, bánh đai đầu Bảng thống kê dung sai: Tên lắp ghép Kích thước Bánh 40 Bánh 60 Bánh 60 Bánh 70 Dung sai (mm) Đặc tính lắp ghép Mối lắp H7/k6 ES es EI ei +0,025 +0,018 H7/k6 +0,03 H7/k6 +0,03 H7/k6 +0,03 +0,002 Độ hở Độ dôi +0,023 +0,018 +0,028 +0,021 +0,028 +0,021 +0,028 +0,021 +0,021 +0,002 +0,021 +0,002 +0,021 +0,002 Ổ bi đỡ chặn d trục I 35 Ổ vòng k6 +0,018 +0,002 trục II 55 k6 +0,021 +0,002 trục III 65 k6 +0,021 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat +0,002 d trục I 72 Ổ vịng ngồi H7 +0,03 trục II 100 H7 +0,035 trục III 120 H7 +0,035 bxh trục I 10x8 Then ( trục) P9 -0,015 -0,051 12x8 P9 -0,018 -0,061 trục II 18x11 P9 -0,018 -0,061 18x11 P9 -0,018 -0,061 trục III 18x11 P9 -0,018 -0,061 20x12 P9 -0,022 -0,074 Chốt định vị 10 P7/h6 -9 -24 -9 24 0.033 0.008 0,0395 0,0095 Vòng chắn dầu trục I 45 H7/Js6 +0,025 trục II 60 H7/Js6 +0,03 +0,008 - 0,008 +0,0095 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Trục III 75 H7/Js6 -0,0095 +0,03 +0,0095 0,0395 0,0095 0.033 0.008 0,0395 0,0095 0,049 0,057 0,057 0,089 -0,0095 Vòng phớt trục I 40 H7/Js6 +0,025 trục II 75 H7/Js6 +0,008 - 0,008 +0,03 +0,0095 -0,0095 Nắp bích ổ lăn trục I 72 H7/h6 +0,03 trục II 100 H7/h6 - 0,019 +0,035 Trục III 120 Nắp cửa thăm 100 H7/h6 +0,035 Bánh đai trục I 10x8 Bánh 12x8 Bánh 18x11 Bánh 18x11 -0,022 +0,054 bxh -0,022 H8/h7 0 -0,035 Then ( bánh bánh đai) Js9 +0,018 -0,018 Js9 +0,021 -0,021 Js9 +0,021 -0,021 Js9/h8 +0,021 -0,021 0,066 0,021 -0,045 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Bánh 20x12 Nối trục 18x11 Js9 +0,026 -0,026 Js9 +0,021 -0,021 TÀI LIỆU THAM KHỎA [1] tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập - PGS.TS TRỊNH CHẤT - TS Lê Văn Uyến - tái lần thứ [2] tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập - PGS.TS TRỊNH CHẤT - TS Lê Văn Uyến [3] Giáo trinhd sở thiết kế máy PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ...ĐỀ - PHƯƠNG ÁN 15 ĐỀ TÀI Đề số 05: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Mục lục Chọn động phân phối tỷ số truyền... Chọn động điện 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tính tốn thiết kế chi tiết máy 2.1 Tính tốn thiết kế chi tiết máy 2.2 Thiết kế truyền bánh răng9 2.2.1 Cặp bánh trụ nghiên cấp chậm 2.2.2 Cặp bánh trụ... Thông số bánh cấp chậm : Thông số bánh Bánh chủ động Moment xoắn, T Bánh bị động 53 3051 Tỉ số truyền , u 2,83 Số vòng quay, n 127,56 v/p Khoảng cách trục, a 250mm Môđun, m Đường kính vịng chia,