Đang tải... (xem toàn văn)
ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD Ths Trần Tiến Đạt ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Page 1 MỤC LỤC THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 5 PHẦN 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG TRỤC
GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] MỤC LỤC THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN: 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: 1.3 LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH: 1.3.1 Tính tốn cơng suất trục: 1.3.2 Tính số vịng quay trục: 1.3.3 Bảng đặc tính kỹ thuật: PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ ĐAI: 2.1.1 Chọn loại đai: 2.1.2 Xác định đường kính bánh đai: 2.1.3 Xác định chiều dài đai: 2.1.4 Định tiết diện đai: 2.1.5 Định chiều rộng B bánh đai: 10 2.1.6 Tính lực căng lực tác dụng lên trục: 10 2.2 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP CHẬM: 11 2.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: 11 2.2.2 Định ứng suất cho phép: 11 2.2.3 Ứng suất uốn cho phép: 11 2.2.4 Chọn sơ hệ số tải trọng k: 12 2.2.5 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: 12 2.2.6 Tính khoảng cách trục A: 12 2.2.7 Tính vận tốc vịng V bánh chọn cấp xác chế tạo bánh răng: 12 2.2.8 Định xác hệ số tải trọng k khoảng cách trục A: 12 2.2.9 Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh góc nghiêng răng: 12 2.2.10 Kiểm nghiệm bền sức uốn bánh răng: 13 2.2.11 Kiểm nghiệm sức bền chịu tải đột ngột thời gian ngắn: 14 2.2.12 Các thơng số hình học chủ yếu truyền bánh răng: 15 2.2.13 Tính lực tác dụng lên trục: 16 2.3 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CẤP NHANH: 17 2.3.1 Tính vận tốc vịng V bánh chọn cấp xác chế tạo bánh răng: 18 2.3.2 Kiểm nghiệm bền sức uốn bánh răng: 18 2.3.3 Kiểm nghiệm sức bền chịu tải đột ngột thời gian ngắn: 19 2.3.4 Tính lực tác dụng lên trục: 20 Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 21 3.1 TÍNH GẦN ĐÚNG TRỤC: 22 3.1.1 Trục I: 24 *Tính phản lực gối trục: 25 - Xét mặt phẳng Oyz : 25 - Xét mặt phẳng Oxz : 25 Momen xoắn T1 trục I: 25 *Tính kích thước gần trục A: 25 *Tính kích thước gần trục B D : 26 *Tính kích thước gần trục C : 26 3.1.2 Trục II: 27 *Tính phản lực gối trục: 28 - Xét mặt phẳng Oyz : 28 - Xét mặt phẳng Oxz : 28 Momen xoắn T2 trục II: 28 *Tính kích thước gần trục B G : 28 *Tính kích thước gần trục C: 28 *Tính kích thước gần trục F: 29 3.1.3 Trục III: 30 *Tính phản lực gối trục: 31 - Xét mặt phẳng Oyz : 31 - Xét mặt phẳng Oxz : 31 Momen xoắn T3 trục III : 31 *Tính kích thước gần trục F: 31 *Tính kích thước gần trục E G : 32 3.2 TÍNH CHÍNH XÁC TRỤC: 32 3.2.1 Trục I: 32 3.2.2 Trục II: 33 3.2.3 Trục III: 35 3.3 TÍNH THEN: 36 3.3.1 Trục I: 36 3.3.2 Trục II: 37 3.3.3 Trục III: 37 PHẦN 4: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 38 4.1 CHỌN Ổ LĂN 38 4.1.1 Sơ đồ chọn ổ trục I: 38 Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] 4.1.2 Sơ đồ chọn ổ trục II: 39 4.1.3 Sơ đồ chọn ổ trục III: 39 4.2 CỐ ĐỊNH Ổ TRÊN TRỤC: 40 4.3 CỐ ĐỊNH Ổ THEO PHƯƠNG DỌC TRỤC: 40 4.4 BÔI TRƠN Ổ LĂN: 40 4.5 CHE KÍN Ổ LĂN: 40 PHẦN 5: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 41 5.1 VỎ HỘP: 41 5.1.1 Chiều dày thành thân hộp: 41 5.1.2 Chiều dày thành nắp hộp: 41 5.1.3 Chiều dày mặt bích thân hộp: 41 5.1.4 Chiều dày mặt bích nắp: 41 5.1.5 Chiều dày đế hộp khơng có phần lồi: 41 5.1.6 Chiều dày gân thân hộp: 41 5.1.7 Chiều dày gân nắp hộp: 41 5.2 ĐƯỜNG KÍNH BU LƠNG: 41 5.2.1 Đường kính bulong nền: 41 5.2.2 Đường kính bulong khác: 41 5.3 CỬA THĂM: 42 5.4 NÚT THÔNG HƠI: 43 5.5 NÚT THÁO DẦU: 43 5.6 QUE THĂM DẦU: 43 5.7 MẮT CHỈ DẦU: 44 PHẦN 6: CHỌN DẦU BÔI TRƠN VÀ BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP 45 6.1 CHỌN DẦU BÔI TRƠN: 45 6.2 BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT: 45 6.2.1 Dung sai lắp ghép bánh trục: 45 6.2.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn: 45 6.2.3 Dung sai lắp vòng chắn dầu trục: 45 6.2.4 Dung sai lắp ghép nắp ổ thân hộp: 45 6.2.5 Dung sai lắp ghép chốt định vị: 45 6.2.6 Dung sai lắp ghép then lên trục: 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] LỜI NĨI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì tầm quan trọng hệ thống dẫn động khí lớn Hiểu biết lý thuyết vận dụng thực tiễn yêu cầu cần thiết người kỹ sư Để nắm vững lý thuyết chuẩn bị tốt viểc trở thành người kỹ sư tương lai Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động khí ngành khí mơn học giúp cho sinh viên ngành khí làm quen với kỹ thiết kế, tra cứu sử dụng tài liệu tốt hơn, vận dụng kiến thức học vào việc thiết kế hệ thống cụ thể Ngồi mơn học cịn giúp sinh viên củng cố kiến thức môn học liên quan, vận dụng khả sáng tạo phát huy khả làm việc theo nhóm Trong q trình trình thực đồ án môn học này, chúng em hướng dẫn tận tình thầy thầy mơn khoa khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Tiến Đạt, thầy mơn khí giúp đỡ em hồn thành đồ án môn học Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] Trường Đại học Giao thơng vận tải CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Thành phố Hồ Chí Minh Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MƠN CSTKCK – KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỀ SỐ 05: Thiết kế hộp giảm tốc cấp kiểu đồng trục với liệu ban đầu sau: + Sơ đồ gia tải hình vẽ + Tùy chọn truyền đai truyền xích đầu vào đầu hộp giảm tốc + Các thông số ban đầu hệ: Công suất trục cơng tác Số vịng quay trục cơng tác (vg/ph) Số năm làm việc 9,5 22 Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1năm làm việc 300 ngày,1 ca làm việc giờ) Các thông số khác sinh viên tự lựa chọn cho phù hợp + Yêu cầu sai số vòng quay trục công tác 5% Sơ đồ gia tải Nhiệm vụ thiết kế: A Phần thuyết minh: Một thuyết minh tính tốn hệ truyền động B Phần vẽ: Một vẽ lắp hộp giảm tốc : Khổ Ao A1 Sinh viên thiết kế : TRƯƠNG TÔN TẤN TÀI Lớp : MD20 Mã số sinh viên : 2051080092 Ngành: MÁY XÊP DỠ & MÁY XÂY DỰNG Ngày giao đề : 08 tháng 03 năm 2022 Ngày nộp đồ án: 13 tháng 06 năm 2022 Ghi : Khi cần sửa đổi số liệu phải có ý kiến giáo viên hướng dẫn, tiến trình làm đồ án cần thực sau giao Sau tuần có lần kiểm tra tiến độ, lần kiểm tra sinh viên không kịp tiến độ không dự bảo vệ đồ án Tp Hồ Chí Minh, ngày …13… tháng …06… năm …2022 Chủ nhiệm môn Ths Bùi Thái Dương Giáo viên hướng dẫn Ths Trần Tiến Đạt Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN: -Thiết kế hệ thống truyền động máy khuấy bột nhão đảm bảo yêu cầu công suất trục cánh khuấy 9,5kW, số vịng quay trục cơng tác 22 vòng/phút, thời gian làm việc năm, quay chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ), sơ đồ gia tải hình Trong đó: T1 = T; T2 = 0,8T -Cơng suất trục công tác: 𝑃𝑐𝑡 = 9,5 𝑘𝑊 -Công suất động cơ: 𝑃𝑑𝑐 = 𝑃𝑐𝑡 𝜂 -Hiệu suất truyền đai : 𝜂đ = 0,95 -Hiệu suất truyền bánh trụ: 𝜂𝑏𝑟 = 0,96 -Hiệu suất ổ lăn: 𝜂𝑜𝑙 = 0,99 -Hiệu suất tổng: ⇒ 𝜂 = 𝜂đ 𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟 (Với cặp ổ lăn cặp bánh răng) ⇒ 𝜂 = 𝜂đ 𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟 = 0,95.0,993 0,962 = 0,85 𝑃𝑑𝑐 = 𝑃𝑐𝑡 9,5 = = 11,17 𝑘𝑊 𝜂 0,85 -Chọn cơng suất động cơ: 13 kW Số vịng quay trục cơng tác: 22 vịng/phút Chọn động cơ: AO2-61-4 1460 vòng/phút ⇒𝑢= 1460 22 = 67 Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: -Chọn 𝑢đ = -Tỷ số truyền hộp giảm tốc: 𝑢ℎ = 67 = 34 -Tỷ số truyền cặp bánh răng: 𝑢1 = 𝑢2 = √𝑢ℎ = 5,83 hộp giảm tốc đồng trục -Chọn 𝑢1 = 𝑢2 = 5,83 -Thử lại số vịng quay phận cơng tác: 𝑛 = 1460 5,83.5,83.2 = 22 vòng/phút thỏa mãn yêu cầu đặt 22 vòng/phút 1.3 LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH: 1.3.1 Tính tốn cơng suất trục: Trục động cơ: 𝑃đ𝑐 = 11,17 kW Trục 1: 𝑃1 = 𝑃đ𝑐 𝜂𝑜𝑙 𝜂đ𝑎𝑖 = 11,17.0,99.0,95 = 10,5 kW Trục 2: 𝑃2 = 𝑃1 𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟𝑡 = 10,5.0,99.0,96 = 10 kW Trục 3: 𝑃3 = 𝑃2 𝜂𝑜𝑙 𝜂𝑏𝑟𝑡 = 10.0,99.0,96 = 9,5 kW 1.3.2 Tính số vòng quay trục: ndc = 1460 vg/ph nđc 1460 n1 = = = 730 vòng/phút uđ n2 = n1 730 = = 126 vòng/phút u1 5,83 n3 = n2 126 = = 22 vòng/phút u2 5,83 1.3.3 Bảng đặc tính kỹ thuật: Theo thơng số vừa chọn ta lập bảng đặc tính kỹ thuật sau: BẢNG ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Trục Động I II III Công suất (kW) 11,17 10,5 10 9,5 Tỷ số truyền Số vòng quay(v/ph) 1460 Thông số 5,83 730 5,83 126 22 Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ ĐAI: 2.1.1 Chọn loại đai: Ta chọn loại đai dẹt vật liệu vải cao su loai có sức bền, tính đàn hồi cao chịu ảnh hưởng độ ẩm nhiệt độ ,vận tổc truyền cao Ta thiết kế truyền đai dẹt để dẫn truyền công suất từ động đến trục hộp giảm tốc, với tỷ số truyền đai iđ=2 số vòng quay trục dẫn nđc = 1460 v/p; trục bị dẫn n1 = 730 v/p 2.1.2 Xác định đường kính bánh đai: Ta có sơ đồ động với A khoảng cách trục ; D , D2 đường kính bánh đai nhỏ bánh đai lớn ; 𝛼1 , 𝛼2 góc ơm bánh nhỏ bánh lớn A = 2.𝐿−3,14(𝐷1 +𝐷2 )+√[(2.𝐿−3,14(𝐷1 +𝐷2 )]2 −8(𝐷2 −𝐷1 )2 [Công thức (5-2)] -Đường kính bánh đai nhỏ: 𝑁 Theo cơng thức: D1=(1100 ÷1300) √ 𝑚𝑚 𝑛 [Cơng thức (5-6)] D1 = (1100 ÷1300) √ Với: 11,17 1460 = 217 ÷ 257 𝑚𝑚 N1: cơng suất trục dẫn (kW) n1: số vòng quay phút trục dẫn số vòng quay động Theo bảng (5-1) Lấy theo tiêu chuẩn D1 = 224 mm Kiểm tra vận tốc vòng V= 𝜋.𝐷1 𝑛1 60.1000 = 3,14.224.1460 60.1000 = 17 m s nằm phạm vi cho phép -Đường kính bánh đai lớn: Lấy 𝜉 = 0,01 (Đai vải cao su) Ta có: D2 = i.D1.(1 − 𝜉)= 2.224.(1 − 0,01) = 443 mm Chọn D2 = 450 mm (theo bảng 5-1) Số vòng quay thực phút bánh bị dẫn: n'2 = (1 − 𝜉) 𝐷1 𝐷2 𝑛1 = (1 − 0,01) 224 450 1460 = 720 𝑣⁄𝑝 Sai số số vòng quay so với yêu cầu: 𝛥𝑛 = 730−720 730 100% = 1, 0⁄0 Sai số 𝛥𝑛 nằm phạm vi cho phép (3 ÷ 5)%, khơng cần chọn lại đường kính D2 Page GVHD Ths Trần Tiến Đạt [ĐAMH THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ] 2.1.3 Xác định chiều dài đai: - Chọn sơ khoảng cách trục A: Theo điều kiện: 2(D1+D2) ≥ Asb ≥ 0,55(D1+D2)+h Theo bảng (5-160) trang 94 sách TKCTM Với i=2 chọn A=1,2.D2 = 540 mm - Tính chiều dài L theo Asb: L= 2Asb + 𝜋 = 2.540 + (𝐷1 + 𝐷2 ) + 𝜋 (𝐷2 −𝐷1 )2 4𝐴 (450 + 224) + (450−224)2 4.540 = 2162,36𝑚𝑚 Chọn L theo tiêu chuẩn bảng (5-12) trang 92 2120 mm Kiểm nghiệm số vòng chạy đai giây: u= 𝑉 𝐿 ≤ [𝑢] 8