(TIỂU LUẬN) báo cáo đồ án cơ sở THIẾT kế máy THIẾT kế TRẠM dẫn ĐỘNG BĂNG tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CƠNG NGHỆ BỘ MƠN KỸ THUẬT CƠ KHÍ  BÁO CÁO ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Mai Vĩnh Phúc NHÓM SV THỰC HIỆN: Dương Tuấn Khải; MSSV: B1803260 Nguyễn Quốc Đạt; MSSV: B1803235 Ngành: Kỹ thuật Cơ Khí – Khóa: 44 Tháng 05/2021 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Đồ án sở thiết kế máy nội dung khơng thể thiếu với chương trình đào tạo kỹ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong trình học mơn sở thiết kế máy chúng em làm quen với kiến thức kết cấu máy, phận máy tính chi tiết máy thường gặp Đồ án sở thiết kế máy giúp chúng em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu sâu Thơng qua việc hồn thiện đồ án, chúng em áp dụng kiến thức từ môn học truyền động khí, sức bền vật liệu, hình họa vẽ kỹ thuật khí, dung sai kỹ thuật đo,… Hộp giảm tốc cấu truyền động nhờ ăn khớp trực tiếp bánh Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn, hộp giảm tốc phận trung gian động máy công tác Do lần đầu làm đồ án tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nên cịn phần chưa hồn tồn nắm vững Trong trình làm đồ án chúng em tham khảo nhiều tài liệu giáo trình có liên quan, song sai sót điều khó tránh khỏi Chúng em mong nhận hướng dẫn thêm thầy để chúng em nắm vững củng cố lại kiến thức học Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Mai Vĩnh Phúc nhiệt tình hướng dẫn chúng em q trình hồn thành đồ án Cần Thơ, ngày 18 tháng 05 năm 2021 Sinh viên thực Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –2– Lời cảm ơn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ 1.1 Đặc điểm hộp giảm tốc 1.2 Chọn công suất cần thiết động 1.3 Chọn số vòng quay sơ 1.4 Chọn động điện 1.5 Phân phối tỷ số truyền 1.6 Tính cơng suất trục 1.7 Tốc độ quay trục 1.8 Momen xoắn trục 1.9 Kết tính tốn CHƯƠNG II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI 2.1 Thiết kế truyền đai CHƯƠNG III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG 3.1 Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh .11 3.2 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp chậm 20 3.3 Tổng hợp lại thông số truyền bánh 29 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ TRỤC, Ổ, KHỚP NỐI 4.1 Tính tốn thiết kế trục 31 4.2 Chọn ổ lăn 51 4.3 Tính tốn nối trục 56 CHƯƠNG V THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ, DUNG SAI LẮP GHÉP 5.1 Thiết kế vỏ hộp 59 5.2 Các chi tiết phụ 60 5.3 Bảng tổng kết bulông 65 5.4 Bôi trơn hộp giảm tốc 66 5.5 Dung sai lắp ghép 67 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –3– Lời cảm ơn CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận 70 6.2 Kiến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –4– Đồ án sở thiết kế máy DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển Hình 2.1: Chọn đai theo số vịng quay bánh nhỏ cơng suất cần truyền Hình 4.1: Phác thảo hộp giảm tốc 33 Hình 4.2: Phân tích lực 34 Hình 4.3: Biểu đồ nội lực kết cấu sơ trục I 35 Hình 4.4: Biểu đồ nội lực kết cấu sơ trục II 38 Hinh 4.5: Biểu đồ nội lực kết cấu sơ trục III 41 Hinh 4.6: Sơ đồ chọn ổ trục I 50 Hinh 4.7: Sơ đồ chọn ổ trục II 52 Hinh 4.8: Sơ đồ chọn ổ trục III 54 Hình 4.9: Nối trục vịng đàn hồi 55 Hinh 5.1: Chốt định vị 59 Hình 5.2: Nắp ổ lăn 60 Hinh 5.3: Cửa thăm nút thông 60 Hinh 5.4: Nút tháo dầu 61 Hinh 5.5: Que thăm dầu 62 Hinh 5.6: Vịng móc vít nâng 62 Hinh 5.7: Vòng phớt 63 Hình 5.8: Vòng chắn dầu 63 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –5– Đồ án sở thiết kế máy DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các thông số động điện Bảng 1.2: Tổng hợp lại thông số Bảng 2.1: Bảng thông số đai loại B Bảng 2.2: Bảng tổng hợp thông số đai B 10 Bảng 3.1: Thông số vật liệu bánh dựa phôi dập 11 Bảng 3.2: Các thơng số hình học truyền cấp nhanh 19 Bảng 3.3: Vật liệu bánh cấp chậm 20 Bảng 3.4: Các thơng số hình học truyền cấp chậm 28 Bảng 3.5: Tổng hợp lại thông số truyền bánh 29 Bảng 4.1: Các thông số hộp giảm tốc 31 Bảng 4.2: Tổng hợp thơng số tính tiết diện 43 Bảng 4.3: Kết tính tốn 48 Bảng 4.4: Tổng hộp lại thông số ổ lăn 54 Bảng 4.5: Thông số nối trục đàn hồi (mm) 55 Bảng 5.1: Thông số vỏ hộp giảm tốc đúc 57 Bảng 5.2: Kích thước gối trục dính với thân hộp 58 Bảng 5.3: Kích thước chốt định vị 59 Bảng 5.4: Kích thước nắp ổ (mm) 60 Bảng 5.5: Kích thước cửa thăm (mm) 60 Bảng 5.6: Kích thước nút thơng (mm) 61 Bảng 5.7: Kích thước nút tháo dầu (mm) 61 Bảng 5.8: Tổng hợp Bulông-đai ốc 64 Bảng 5.9: Tổng hợp dung sai 66 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –6– Đồ án sở thiết kế máy SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –7– Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền lựa chọn động CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ 1.1 Đặc điểm hộp giảm tốc Trong hệ thống dẫn động khí thường sử dụng truyền bánh trục vít dạng tổ hợp biệt lập, gọi hộp giảm tốc, hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền khơng đổi dùng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn, tùy theo tỉ số truyền chung hộp giảm tốc, người ta phân hộp giảm tốc cấp hộp giảm tốc nhiều cấp, tùy theo loại truyền động hộp giảm tốc phân hộp giảm tốc bánh trụ, hộp giảm tốc bánh côn côn - trụ Với đầu đề ta biết hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển, hộp giảm tốc đơn giản có nhược điểm bánh bố trí khơng đối xứng với ổ, làm tăng phân bố không tải trọng chiều dài Vì trục phải thiết kế đủ cứng, kết cấu đơn giản nên loại sơ đồ sử dụng phổ biến cơng nghiệp Hình 1.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – Chương I: Tính tốn phân phối tỷ số truyền lựa chọn động 1.2 Chọn công suất cần thiết động Theo cơng thức 2.16 [2] ta có: = 32,6145 (vòng/phút) = 1787500 (Nmm) = 1787,5 (Nm) Moment đẳng trị băng tải Theo đồ thị đặc tính tải trọng ta có: M1 = 0,8Mmax M2 = Mmax M3 = 0,9Mmax Theo cơng thức 2-3 [1] ta có: Mđt = 1724,9607 (Nm) Công suất đẳng trị băng tải tính theo cơng thức 2-4 [1] : = = 5,891 (kW) Cơng suất cần thiết động cơ: Trong đó: Với , , , tra bảng 2-1 [1] ta được: = 0,95 Hiệu suất truyền đai thang br = 0,96 Hiệu suất cặp bánh trụ che kín ol = 0,995 Hiệu suất cặp ổ lăn nt = Hiệu suất nối trục đ = 0,8581 Ta suy công suất cần thiết động cơ: SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị Nhờ chốt định vị mà xiết bu lông không làm biến dạng vịng ngồi ổ ( sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Ta dùng chốt định vị hình có thơng số sau: d (mm) Hinh 5.1: Chốt định vị 5.2.2 Nắp ổ lăn Che chắn ổ lăn khỏi bụi từ bên ngoài, làm vật liệu GX 14-34 Kết cấu nắp ổ hộp giảm tốc tra theo bảng 18-2 [3] Hình 5.2: Nắp ổ lăn Bảng 5.4: Kích thước nắp ổ (mm) SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 62 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép Trục D I II III 5.2.3 Cửa thăm Để kiểm tra quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm, cửa thăm đậy nắp nắp có lắp thêm nút thơng hơi, kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18-5 [3] sau: Bảng 5.5: Kích thước cửa thăm (mm) A B 100 75 Hinh 5.3: Cửa thăm nút thông 5.2.4 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông hơi, nút thông lắp nắp cửa thăm Kích thước nút thơng tra bảng 18-6 [3] SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 63 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép Bảng 5.6: Kích thước nút thơng (mm) A B C D E G H I K L M N M27×2 15 30 15 45 36 32 10 O 22 P Q R S 32 18 36 32 5.2.5 Nút tháo dầu Sau thời giam làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bần (do bụi hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu tra bảng 18-7 [3] Bảng 5.7: Kích thước nút tháo dầu (mm) d M20x2 Hinh 5.4: Nút tháo dầu 5.2.6 Que thăm dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu Hinh 5.5: Que thăm dầu SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 64 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép 5.2.7 Vịng móc Dùng để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép,…) nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng vịng móc Kích thước bulơng vịng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc (bảng 18-3a [1]) Vật liệu bulông thép 20 thép 25 Chiều dày: S = (2 3) = 33 (mm) Đường kính lỗ vịng móc d = (3 4) = 44 (mm) Hinh 5.6: Vịng móc vít nâng 5.2.8 Vịng phớt Vịng phớt loại lót kím động gián tiếp nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mịn bị han gỉ Ngồi ra, vịng phớt cịn để đề phịng dầu chảy Tuổi thọ ổ lăn phụ thuộc nhiều vào vòng phớt Vòng phớt dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng, nhiên có nhược điểm chóng mịn ma sát lớn bề mặt trục có độ nhám cao SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 65 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép Hinh 5.7: Vòng phớt 5.2.9 Vòng chắn dầu Để ngăn dầu mỡ tiếp xúc trực tiếp với ta dùng vịng chắn dầu, kích 60° thước vòng chắn dầu với bề rộng vùng chắn ta chọn (mm) 5.3 Bảng tổng kết bulông Dựa theo bảng phụ lục sách vẽ khí tập 1, Trần Hữu Quế Bulông d1: M20 Bulông cạnh ổ d2: M16 Bulơng ghép bích nắp thân d3: M16 Vít ghép nắp ổ lăn d4: M8, M10 Vít ghép nắp cửa thăm d5: M8 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 66 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép Bảng 5.8: Tổng hợp Bulông-đai ốc Bulong - đai ốc Chiều rộng đầu bulơng S (mm) Đường kính vịng trịn D (mm) Chiều cao đầu bulông H (mm) Chiều cao đai ốc Hđai ốc (mm) Chiều dài bulông l (mm) Chiều dài phần có ren lo (mm) Số lượng (con) 5.4 Bơi trơn hộp giảm tốc Ta trình bày phương pháp bôi trơn ổ, nên phần ta trình bày việc bơi trơn truyền bánh Do vận tốc nhỏ nên chọn phương pháp ngâm bánh hộp dầu Vì mức dầu thấp phải ngập chiều cao bánh thứ hai, bánh thứ tư chiều sâu ngâm dầu lớn (ít 20 mm), song vận tốc thấp v = 1,5541 (m/s) bánh thứ hai, nên công suất tổn hao để khuấy dầu không đáng kể, lấy chiều sâu ngâm dầu bán kính bánh cấp nhanh, cấpbánh chậm khoảng° bán centistốc kính Theo bảng °18-11và[3] ta bảng chọn độ nhớtcịn bánh dầu bôi trơn 50 C 186 16 Engle theo 18-13 [3] chọn loại dầu ôtô máy kéo AK - 20, dễ tìm thị trường SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 67 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép 5.5 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 trọng tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống lỗ lắp trung gian để vòng ổ không trượt bề mặt trục làm việc Do ta chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dơi tạo điều kiện mịn ổ (trong q trình làm việc quay làm mịn đều) Vịng ngồi ổ lăn khơng quay nên chịu tải cục bộ, lắp theo hệ thống lỗ Để ổ di chuyển dọc trục nhiệt độ tăng trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7 - Lắp ghép bánh trục: Bánh lắp trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiểu lắp ghép - Lắp ghép nắp ổ thân hộp: Đễ dễ dàng cho việc tháo lắp điều chỉnh, chọn kiểu lắp lỏng - Lắp ghép vòng chắn dầu trục: Để dễ dàng cho tháo lắp, chọn kiểu lắp trung gian - Lắp chốt định vị: Để đảm bảo độ đồng tâm không bị sút, chọn kiểu lắp chặt - Lắp ghép then, dựa theo bảng 20.5 [3]: Theo chiều rộng, chọn kiểu lắp trục , lắp bạc Theo chiều cao, sai lệch giới hạn kích thước then h11 Theo chiều dài, sai lệch giới hạn kích thước then h14 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 68 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép Bảng 5.9: Tổng hợp dung sai Chi tiết d Bánh 40 Bánh 55 Bánh 52 Bánh 75 D Trục I 72 Trục II 90 Trục III 130 D Trục I 35 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 69 Chương V: Thiết kế vỏ hộp, chi tiết phụ, dung sai lắp ghép Chi tiết Trục II 50 Trục III 75 b ×h Bánh đai trục I 10 ×8 Bánh cấp nhanh trục I 12×8 Bánh cấp nhanh Trục II 16×10 Bánh cấp chậm Trục II 16 ×10 Bánh cấp chậm trục III 20 ×12 Nối trục trục III 20 ×12 Chốt định vị - vỏ hộp Nắp ổ - vỏ hộp 750 SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 70 Chương VI: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Đường kính đầu trục vào hộp giảm tốc 0,8÷1,2 đường kính trục động điện Đường kính trục bị dẫn cấp hộp giảm tốc 0,3÷0,35 khoảng cách trục cấp Các đầu trục phải vát mép để dễ dàng lắp ghép tránh thương tích cho cơng nhân 6.2 Kiến nghị Hạn chế dùng hộp giảm tốc có bánh nghiêng trục, nên có bánh đối xứng để lực dọc trục gây hại Khơng khuyến khích thiết kế trục có bánh nghiêng bánh thẳng lực dọc trục gây hại, bánh nghiêng theo hướng gây nên moment uốn, nên thiết kế bánh nghiêng đối xứng qua bánh thẳng để hai lực dọc trục tạo nên moment uốn triệt tiêu SVTH: Dương Tuấn Khải Trang – 71 Nguyễn Quốc Đạt Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, 1999, NXB Giáo Dục [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I, NXB Giáo Dục [3] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập II, NXB Giáo Dục [4] Trần Thiên Phúc, Thiết kế chi tiết máy công dụng chung, 2011, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [6] Nguyễn Thị n, Giáo trình vật liệu khí, 2005, NXB Hà Nội [7] Lê Khánh Điền – Vũ Tiến Đạt, Vẽ kỹ thuật khí, 2007, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Bá Dương, Tập vẽ chi tiết máy, 1978, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội [9] Hà Văn Vui, Dung sai lắp ghép, 2003, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt Trang – 72 ... CẢM ƠN Đồ án sở thiết kế máy nội dung thiếu với chương trình đào tạo kỹ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong q trình học mơn sở thiết kế máy chúng... quen với kiến thức kết cấu máy, phận máy tính chi tiết máy thường gặp Đồ án sở thiết kế máy giúp chúng em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu sâu Thơng qua việc hồn thiện đồ án, chúng em áp dụng... Đạt –6– Đồ án sở thiết kế máy SVTH: Dương Tuấn Khải Nguyễn Quốc Đạt –7– Chương I: Tính toán phân phối tỷ số truyền lựa chọn động CHƯƠNG I TÍNH TỐN PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ 1.1