đồ án thiết kế máy đại học sư phạm kỹ thuật....................................................................................................................................................................................................
ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG MỤC LỤC Mục lục .1 Lời nói đầu PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I.1 Chọn động I.2 Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH II.1 Chọn loại xích II.2 Xác định thơng số xích truyền II.3 Kiểm nghiệm xích độ bền II.4 Xác định đường kính đĩa xích II.5 Xác định lực tác dụng lên trục PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG III.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép III.2 Tính tốn truyền cấp nhanh 10 III.3 Tính tốn truyền cấp chậm 15 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC 19 IV.1 Chọn vật liệu 19 IV.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trục 19 IV.3 Tính tốn thiết kế trục 20 IV.4 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 28 IV.5 Kiểm nghiệm độ bền then 31 LỜI NÓI ĐẦU: Thiết PHẦN kế phát hệ thống truyền V: triển TÍNH TỐN CHỌN Ổ động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, 32 phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cơng nghiệp V.1 Trục I 33 hoá đất nước Hiểu V.2 Trục IIbiết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền 34 cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí động yêu V.3 Trục III Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng 34 cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại vai trò quan trọng sống sản xuất.Đối với hệ thống truyền động PHẦN VI:giảm TÍNH KHỚP thường gặp hộp tốc TỐN bộCHỌN phận không thểNỐI thiếu 35 Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củngVII: cố lại kiến thức học môn Nguyên PHẦN THIẾT KẾ VỎđãHỘP VÀ CÁC BỘhọc PHẬN KHÁClý- Chi tiết máy, 35 giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí.Hộp giảm Vẽ kỹ thuật khí , tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP chi tiết39 bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy ThS.Nguyễn Hồng Châu thầy khoa CƠ HỌC ỨNG DỤNG giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sương SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: Trần Thế Phương ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện: 1.1.1.Xác định công suất trục động điện: Công suất truyền trục công tác: = 5,7 kw Công suất trục động điện: (1) SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG Hiệu suất truyền động: Từ bảng 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có: Hiệu suất truyền xích: Hiệu suất nối trục di động: Hiệu suất cặp ổ lăn: Hiệu suất cặp bánh răng: Hiệu suất cặp ổ trượt: => 1.0,993.0,972.0,96.0,98 = 0,859 Thay vào (1) (công thức 2.9 trang 19 tài liệu [1]) = 0,96 =1 = 0,99 =0,97 = 0,98 (kw) 1.1.2.Số vòng quay sơ động điện: Ta có: nlv = 92 (vịng/phút) ut : tỷ số truyền hệ thống dẫn động Trong đó: ut = un.uh Uh : tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp Uh = Un : tỷ số truyền truyền xích Un = Ux = (chọn theo bảng 2.4 trang 21 tài liệu [1]) Ut = 8.2 = 16 Usb = 92.16 = 1472 (vòng/phút) Theo bảng 1.3 phụ lục trang 236 tài liệu [1] ta chọn động cơ: Dk.62_4 có: Pđc = 10 kw Nđc = 1460 (vịng/phút) 1.2 Phân phối tỷ số truyền: 1.2.1Tỷ số truyền: 1.2.2Phân tỷ số truyền hệ dẫn động: Với un = ux = (đã chọn) => Mặt khác uh = u1.u2 Theo cơng thức thực nghiệm ta có: Chọn u1 = 1,3u2 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG => 1,3 = 7,93 => u2 = 2,467 => u1 = 1,3.2,467 = 3,21 1.2.3 Tính lại giá trị un theo u1 u2 hộp giảm tốc Un = 1.2.4.Xác định cơng suất, moment số vịng quay trục: Dựa vào Pct sơ đồ hệ dẫn động: Đối với trục I: (v/ ph) (Nmm) Đối với trục II: n2 (kw) n1 1440 351(v / ph) u1 4,1 Đối với trục III: Đối với trục máy công tác: Trục Thông số Công suất P(kw) Động I II III Máy công tác 6,636 6,57 6,31 6,06 5,701 SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU Tỷ số truyền u Số vịng quay n (v/ph) Momen xoắn T (Nmm) GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG 1460 3,21 1460 42,975.103 2,467 2,004 454,83 184,36 132,490.10 313,913.103 PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH 2.1 Chọn loại xích: Vì tải trọng xích va đập nhẹ, vận tốc thấp nên chọn xích lăn 2.2 Xác định thơng số xích truyền: Với ux = 2,2 (đã chọn) Theo bảng 5.4 tài liệu [1] ta chọn số đĩa xích nhỏ z1 = 25 Số đĩa xích lớn: z2 = ux.z1 = 2,2.25 = 55 < zmax = 120 Theo cơng thức 5.3 tài liệu [1] ta có cơng thức tính tốn: Pt = P.k.kz.kn z1 = 25 => kz = 25/z1 = Chọn n01 = 200 (vg/ph) => kn = n01/nIII = 200/111 = 1,8 Theo công thức 5.4 bảng 5.6 tài liệu [1] ta có: K = k0.ka.kđc.kbt.kđ.kc K0 = (tâm đĩa xích so với phương ngang k = 1,3.1,2.1,25.1.1.1 = 1,95 Thay vào công thức 5.3 ta được: Pt = 3,4.1,95.1,8 = 11,934 (kw) Thấy (kd = xích dãy) Ta thấy [p] 19,3 Theo bảng 5.5 vói k01, xích dãy Ta chọn bước xích p= 31,75 (mm) Khoảng cách trục: a = 40.p = 40.31,75 = 1270 mm Theo cơng thức 5.12 tài liệu [1] ta có số mắt xích: Lấy số mắt xích chẵn: x = 120 Tính lại khoảng cách trục theo cơng thức 5.13 tài liệu [1] ac = a + 0,5(xc – x)p = 1270 + 0,5(120 – 120,57).31,75 = 1260,95 (mm) Để xích khơng chịu lực căng q lớn ta giảm a lượng = 0,003.a = 3,78 (mm) Do a = 1260,95 – 3,78 = 1256,22 (mm) Số lần va đập xích theo cơng thức 5.14 tài liệu [1] 2.3 Kiểm nghiệm xích độ bền: Theo cơng thức 5.15 tài liệu [1] Theo bảng 5.2 tài liệu [1] ta có tải trọng phá hỏng Q = 88,5 (kN) Khối lượng mét xích q1 = 3,8 kg Kđ = 1,2 (chế độ làm việc trung bình) Fv -lực căng lực li tâm sinh ra: Fv = q.v2 = 3,8.1,472 = 8,21 (N) F0 -lực căng nhánh xích bị động sinh ra: F0 = 9,81.kf.q.a Với f = 0,015.a = 19,05 Lấy kf = (vì góc nghiêng đường nối tâm < 400) => F0 = 9,81.4.3,8.1,25622 = 187,32 (N) SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG Do đó: Theo bảng 5.10 với n = 200 vg/ph, [s] = 8,5 s > [s] : truyền xích đảm bảo đủ bền 2.4 Đường kính đĩa xích: Theo cơng thức 5.17 bảng 13.4 : da1 = p[0,5 + cotg( /z1)] = 267,2 (mm) da2 = p[0,5 + cotg( /z2)] = 571,12 (mm) df1 = d1 – 2r = 253,32 – 2.9,62 = 234,08 (mm) df2 = d2 – 2r = 556,15 – 2.9,62 = 536,91 (mm) với r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,63 (theo bảng 5.2) Kểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích: theo cơng thức 5.18 tài liệu [1] ta có: Trong đó: Kr : Hệ số xét đến ảnh hưởng số đĩa xích Kr1 = 0,42 ứng với Z1 = 25 Kr2 = 0,23 ứng với Z2 = 55 Kd = truyền xích dãy Kđ = 1,2 hệ số tải động Fvd lực va đập dãy xích:(N) -7 Fvd = 13.10 n1.p3.m = 13.10-7.111.31,753 = 4,618 (N) E: Mođun đàn hồi: E = 2,1.105 Mpa A = 262 diện tích chiếu lề (tra theo bảng 5.12 tài liệu [1]) ứng suất tiếp xúc cho phép tra theo bảng 5.11 tài liệu [1] Ứng suất tiếp xúc đĩa xích = 454,69 Mpa Ứng suất tiếp xúc đĩa xích = 336,48 Mpa SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG Như theo bảng 5.11 tài liệu [1] để đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa xích ta dùng thép C45 cải thiện đạt độ vấn bề mặt HB = 170 Ứng suất tiếp xúc cho phép [ ] = 500 (Mpa) Thấy: [ ] nên đảm bảo độ bền tiếp xúc 2.5 Xác định lực tác dụng lên trục: P r = Kx F t Với Kx : hệ số bể đến trọng lượng tính xích Kx = 1,15(do truyền nằm ngang) Pr = 1,15.2312,93 = 2659,86 N PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC: 3.1 Chọn vật liệu xác định ứng suất cho phép: Chọn vật liệu cấp bánh sau: Cụ thể theo bảng 6.1 tài liệu [1] chọn: Bánh nhỏ: Thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB = 241 285, có = 850 MPa , = 580 MPa Bánh lớn: Thép 45 cỉa thiện đạt đọ rắn HB = 192 240 , có = 750 MPa, = 450 MPa Phân cấp tỷ số truyền: Uh = 13 ; cấp nhanh U1 = 4,1 ; cấp chậm U2 = 3,16 Xác định ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2 tài liệu [1] thép C45 cải thiện đạt độ rắn HB = 180 350 ; ; ; Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230 MPa MPa MPa MPa Theo công thức 6.5 tài liệu [1]: Do đó: NHO2 = 30.2302,4 = 1,39.107 Theo cơng thức 6.7 tài liệu [1] NHB = 60.C ( Ti / Tmax)3 niti SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: ĐỒ ÁN TT.TK HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHÂU GVHD: Th.S NGUYỄN HOÀNG NB2 = 60.C (n1/u1) t = 60.1 ti(Ti /Tmax)3 18000(13.0,7+0,8.0,3) = 3,24.108 NHB3 > NHO2 KHL2 = Tương tự KHL1 = Như theo công thức 6.1a tài liệu [1] sơ xác định được: [ ]= [ ]1 = [ ]2 = = = 509 = = 481,8 Mpa Mpa Với cấp nhanh sử dụng thẳng: [ ]’ = min([ Với cấp chậm sử dụng nghiêng [ ]” = ]1 ; [ ]2) = 481,8 = = 495,4 Theo công thức 6.8 tài liệu [1] NFB = 60C (Ti/Tmax)MFni Ti Theo bảng 6.4 tài liệu [1] ta xác định mF = NFB = 60.1 .18000(16.0,7 + 0,8.0,3) = 2,95.108 Thấy NFB2 > NF0 KFL2 = Tương tự KFL1 = Theo 6.2a tài liệu [1] truyền quay chiều nên KFC = [ ]= KFC.KKL / SF = [ ]= = 252 Mpa KFC KFL / SF = = 236,6 Mpa Ứng suất tải cho phép theo 6.13 6.14 tài liệu [1] [ ]max = 2,8 = 2.8.450 = 1260 Mpa [ ]max = 0,8 = 0,8.580 = 464 Mpa [ ]max = 0,8 = 0,8.450 = 360 Mpa SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 10 Mpa Mpa ... 35 Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củngVII: cố lại kiến thức học môn Nguyên PHẦN THIẾT KẾ VỎđãHỘP VÀ CÁC BỘhọc PHẬN KHÁClý- Chi tiết máy, ... = 1,5 Chi? ??u rộng vành răng: nên bánh có chi? ??u rộng vành 16,5 mm Số cặp bánh răng: Z1 = 31; Z2 = 98 Tỷ số truyền cấp chậm: Um = 3,16 Đường kính vịng chia: SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: 15 ĐỒ ÁN TT.TK... thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực hiện: Lê Hồng Sương SVTK: LÊ HỒNG SƯƠNG Trang: Trần Thế Phương ĐỒ ÁN