đồ án môn học chi tiết máy

Đồ án môn học chi tiết máy Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 1 - . CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là 4kw số vòng quay trên trục thùng trộn là 52 vòng/phút, thời gian phục vụ là 7 năm, quay một chiều, làm việc một ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, một ca 8 giờ). Chế độ tải trọng cho như hình sau: T 1 =T, T 2 =0,9T, t 1 =48, t 2 =15 Để thỏa mãn yêu cầu trên ta sử dụng hộp giảm tốc đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơ vào trục thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có thể giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sử dụng hộp giảm tốc đồng trụ c ta nên chú ý đến một số khuyết điểm của nó:  Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn cấp nhanh trong khi khoảng cách của hai trục bằng nhau.  Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạp kết cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ này.  Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 2 - . CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Chọn động cơ điện 2.1.1 Ý nghĩa của việc chọn động cơ. Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việ c chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp. Do đó việc chọn động cơ có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn. Nếu chọn đúng động cơ thì động cơ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợ p với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất phụ tải yêu cầu thì động cơ luôn làm việc quá tải, nhiệt độ tăng quá nhiệt độ phát nóng cho phép. Động cơ chóng hỏng. Nhưng nếu chọn công suất động cơ quá lớn thì sẽ làm tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non tải, hi ệu suất động cơ sẽ thấp. khi chọn động cơ điện sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện: + Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép + Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn + Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động. 2.1.2 Chọn loại và kiểu động cơ Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ đó là: + Động cơ một chiều + Động cơ xoay chiều Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 3 - . Thông thường động cơ xoay chiều thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì có sức bền làm việc cao, moment khởi động lớn. Bên cạnh đó động cơ một chiều có thể điều chỉnh êm tốc độ trong phạm vi rộng, động cơ bảo đảm khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng. Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa chữa lớn và mau hỏng hơn động cơ xoay chiều và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu. Từ những ưu điểm trên ta chọn động cơ điện xoay chiều 2.2 Tính toán và phân phối tỷ số truyền 2.2.1 Chọn động cơ điện Để chọn động cơ điện ta cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi p là công suất trên trục , η là công suất chung, N ct là công suất cần thiết, thì p N ct η = [2.1] Trong đó 24 12 3 4 η ηη η η = 1 η = 0.96- hiệu suất bộ truyền xích 2 η = 0.97- hiệu suất bộ truyền bánh răng 3 η = 0.995- hiệu suất của một cặp ổ lăn 4 η = 1- hiệu suất khớp nối 4 4,5 24 0,96.0,97 .0,995 .1 p Nkw ct η == = Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn N ct. Trong tiêu chuẩn có nhiều loại động cơ điện thõa mãn điều kiện này. Chọn sơ bộ loại động cơ che kín quạt gió ( theo bảng 2P- TL2) ký hiệu A02-42-2 công suất định mức 5,5kw, có số vòng quay là 2910vg/ph, A02-42-4 công suất định mức 5,5kw, có số vòng quay là 1450vg/ph, A02-51-6, công suất định mức Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 4 - . 5,5kw, có số vòng quay là 970vg/ph. Nếu chọn động cơ điện có số vòng quay lớn thì tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị cũng tăng theo (trừ động cơ điện). Nhưng động cơ có số vòng quay lớn thì giá thành hạ hơn và ngược lại. Nếu chọn số vòng quay thấp thì tỷ số truyền động chung nh ỏ do đó khuôn khổ của máy giảm và giá thành hạ. Vì vậy cần tiến hành tính toán cụ thể để chọn động cơ điện có số vòng quay sao cho giá thành của hệ thống dẫn động thùng trộn là nhỏ nhất. Đây là một việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay. Ở đây ta chọn động cơ A02-42-4 công suất động cơ P dc = 5,5kw, có số vòng quay là n dc = 1450vg/ph. 2.2.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền động chung 1450 27,88 52 n dc iiii x nh ch n t ==== [2.2] Trong đó n dc số vòng quay của động cơ n t =52 số vòng quay của thùng trộn i nh tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh i ch tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp chậm i x tỷ số truyền của bộ truyền xích Ta chọn i x = 4 theo bảng 3.2 [1] 27,88 6,97 4 i uii nh ch i x ⇒= = = = Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu ta lấy: 2,64ii u nh ch === Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 5 - . Thử lại số vòng quay của trục thùng trộn: 1450 52 / 2,64.2,64.4 nvgph== đúng với yêu cầu đặt ra. 2.3 Kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải của động cơ đã chọn - Mômen định mức của động cơ 5,5 dmdc 9550 9550 36,22 dmdc n1450 dc p TNm=== Trong đó dmdc p công suất định mức của động cơ n dc số vòng quay của động cơ. - Mômen mở máy của động cơ 1, 4 50, 08 dmdc TT Nm mm == - Mômen lớn nhất trên trục động cơ 2,2 79,684 ax dmdc TT Nm m == - Mômen nhỏ nhất trên trục động cơ 0,5 18,11 min dcdm TT Nm== - Mômen cho phép của động cơ 0,81 64,54 max cp TT Nm== - Mômen cản của động cơ 9550 29,76 p lv TNm can n dc η == - Mômen quá tải cực đại của động cơ 1, 4 41, 66 ax qt TT can m == Như vậy ta có: Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 6 - . 5,5w 4,5w dmdc T 29,76 50,08 can 41,66 64,54 ax qt pkNk ct Nm T Nm mm TNmTNm cp m =>= =<= =<= Kết Luận: Động cơ đã chọn thỏa mãn các điều kiện làm việc của hệ thống. Đảm bảo vận hành hệ thống dẫn động thùng trộn tốt. 2.4 Xác định các thông số động học và lực học trên các trục 2.4.1 Tính toán tốc độ quay của trục 1450( / ) 1450( / ) 1 4 1450 1 549,24( / ) 2 2,64 549,24 2 208,04( / ) 3 2,64 nvgph dc n dc nvgph n nvgph i nh n nvgph i ch η = == == = == = Trong đó n dc số vòng quay của động cơ 1 n số vòng quay của trục 1 n 2 số vòng quay của trục 2 n 3 số vòng quay của trục 3 2.4.2 Tính công suất trên các trục -Công suất danh nghĩa trên trục động cơ 4,5 w dc ct pN k== -Công suất danh nghĩa trên trục 1 134 4,5.0,995 4,48 w dc pp k η η == = -Công suất danh nghĩa trên trục 2 2123 4,48.0,995.0,97 4,32 wpp k η η == = Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 7 - . -Công suất danh nghĩa trên trục 3 3223 4,32.0,995.0,97 4,17 wpp k η η == = 2.4.3 Tính mômen xoắn trên các trục 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4,5 9550 9550 29,64 1450 4,48 9550 9550 29,50 1450 4,32 9550 9550 75,11 549,24 4,17 9550 9550 191,05 208,44 ct dc dc N TNm n p TNm n p TNm n p TNm n == = == = == = == = Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 8 - . Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục tính được của hệ thống Trục Tỉ số truyền Tốc độ quay (vg/ph) Công suất (kw) Mômen xoắn (Nm) Trục động cơ 1 2,64 2,64 1450 4,5 29,64 Trục 1 1450 4,48 29,50 Trục 2 549,24 4,32 75,11 Trục 3 208,44 4,17 191,05 Thôn g số Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 9 - . CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 3.1 Tìm hiểu và chọn truyền động xích Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích. So với bộ truyền đai bộ truyền xích cơ những ưu điểm sau: - Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột - Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn - Kích thứơc bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và số vòng quay. - Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và đo đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn. Tuy nhiên bộ truyền xích có những nhược điểm là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa xích không theo đường tròn mà theo hình đa giác, do đó khi vào và ra khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn gây nên tải trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh xích thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích. Có 3 loại xích chính là xích ống, xích ống con lăn và xích răng. Xích ống đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con lăn, nhưng cũng vì thế mà bản lề mòn nhanh. Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với các bộ truyền không quan trọng mặc khác yêu cầu khối lượng nhỏ. [...]... 200 Lực vòng trên bánh nhỏ 1074 N Lực vòng trên bánh lớn 1030 N Lực hướng tâm trên bánh nhỏ 413 N Lực hướng tâm trên bánh lớn 396 N Lực dọc trục trên bánh nhỏ 391 N Lực dọc trục trên bánh lớn 375 N GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 25 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 4.3.2 Xác định các thông số của bánh răng cấp chậm Các thông số hình học của bánh răng Do hộp giảm tốc đồng trục nên: Môđun... Tuấn Hùng Trang 24 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Lực dọc trục trên bánh răng lớn theo công thức 6-18 [1] Fa 2 = F2 tagα n = 375 N Các thông số, kích thước, lực của bộ truyền bánh răng cấp nhanh Khoảng cách trục 100 mm Môdun pháp 2 mm Chi u rộng vành răng bánh bị dẫn 25 mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn 30 mm Tỷ số truyền 2.64 mm Số răng bánh 1 26 răng Số răng bánh 2 69 răng Đường... (inh + 1) = 18,840 2 A Chi u rộng bánh răng bị dẫn: b = ψ a A = 0, 25.100 = 25mm Chi u rộng bánh răng bánh dẫn: b=25+5=30mm Chi u rộng b phải thỏa mãn điều kiện b > 2,5.mn 2,5.2 = = 15,5 sin β sin18,840 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng Hệ số dạng răng tra theo bảng 3.18 [2] Bánh nhỏ y1=0,44 Bánh lớn y2=0,5 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 21 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Lấy hệ số θ... bánh nhỏ 2734 N Lực vòng trên bánh lớn 2621 N Lực hướng tâm trên bánh nhỏ 1051 N Lực hướng tâm trên bánh lớn 1008 N Lực dọc trục trên bánh nhỏ 995 N Lực dọc trục trên bánh lớn 954 N GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 29 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 CHƯƠNG 5 CHỌN KHỚP NỐI 5.1 Tìm hiểu và chọn khớp nối 5.1.1 Khái niệm Khớp nối (còn gọi là nối trục, ly hợp, khớp nối trục) là cụm chi tiết. .. 63,54 < [σ ]uqt 2 Kết luận: Vậy bánh răng đủ bền khi làm việc quá tải Các thông số hình học của bánh răng trụ không dịch chỉnh ăn khớp ngoài Môđun mn=2mm Số răng Z1=26, Z2=69 Góc ăn khớp α n = 200 Góc nghiêng β = 18,840 Khoảng cách trục A=100mm GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 23 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Chi u rộng bánh răng b=35mm Đường kính vòng chia theo bảng 3-2 [2] d1 = mn... chốt đảm bảo điều kiện uốn Kết luận: Đảm bảo độ bền dập của vòng đàn hồi và độ bền uốn của chốt GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 33 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 6.1 Định nghĩa Trục là chi tiết máy để đở các chi tiết quay, truyền mômen xoắn hoặc thực hiện cả hai nhiệm vụ trên 6.2 Chọn vật liệu Lựa chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện trục... Hùng Trang 27 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 σ uqt = 0,8σ ch Bánh nhỏ: [σ ]uqt1 = 0,8.650 = 520 Mpa = 0,8.500 = 400Mpa Bánh lớn: [σ ] uqt 2 - Kiểm nghiệm sức bền uốn theo công thức 3-42 [2] σ uqt = σ F K qt ≤ [σ ]uqt Trong đó hệ số quá tải K qt =1,8 Bánh nhỏ σ uqt1 = 1,8.78,36 = 140,05 < [σ ]uqt1 Bánh lớn σ uqt 2 = 1,8.67,38 = 121,38 < [σ ]uqt 2 Kết luận: Vậy bánh răng đủ bền khi... 60.1000(i + 1) nh Theo bảng 3.11 [2] ta chọn cấp chính xác chê tạo cho bánh răng là cấp 9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng Hệ số dạng răng tra theo bảng 3.18 [2] Bánh nhỏ y1=0,43 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 26 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Bánh lớn y2=0,5 Lấy hệ số θ '' = 1,5 Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ Theo công thức 6-65 [3] σ F1 = σ F1 = 19,1.106.k p2 ≤ [σ... ghép không thể đảm bảo độ đồng tâm nên gây ra tải trọng phụ Fnt = (0,1 ÷ 0,3)Ft , với Ft- lực vòng tác dụng lên vòng đàn hồi Kích thước của trục đàn hồi tra theo phục lục 11.5 (Bài Tập Chi Tiết Máy- Nguyễn Hữu Lộc) ta chọn nối trục đàn hồi d=16mm, D0=58mm, dm=30mm, l1=15mm, l2=22, c=3 D=(3,5-4)d=100mm GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 32 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Kích thước chốt:... ]txqt = 2,5 ⎡σ H ⎤ ⎣ ⎦ Bánh nhỏ: [σ ]txqt1 = 2,5.499 = 1247,5Mpa Bánh lớn: [σ ]txqt 2 = 2,5.483 = 1207,5Mpa Ứng suất uốn cho phép: σ uqt = 0,8σ ch Bánh nhỏ: [σ ]uqt1 = 0,8.650 = 520 Mpa = 0,8.500 = 400Mpa Bánh lớn: [σ ] uqt 2 - Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc theo công thức 3-14 [2] GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 22 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy 1,05.106 σ txqt = Ai nh Đề số:4 Phương án số12 (i + 1)3 kp 1 . Đồ án môn học chi tiết máy Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 1 - . CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY Thiết kế. Động cơ một chi u + Động cơ xoay chi u Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 3 - . Thông thường động cơ xoay chi u thường được sử dụng rộng. Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 8 - . Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục tính được của