Pbl1 truyền động cơ khí chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền thiết kế các bộ truyền

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc PBL1 TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Sinh viên thực hiện: ……………… Lớp sinh hoạt: ……………… Lớp học phần: …………… ĐÀ NẴNG, THÁNG NĂM 2022 Đầu đề PBL1 LỜI NÓI 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 Đồ án mơn học Truyền động khí mơn học quan trọng nghành khí Nhằm rèn luyện cho sinh viên kỹ năng, khả vận dụng lý thuyết học để giải yêu cầu thực tế đặt như: thiết kế chi tiết máy, phận máy,… vừa phải đảm bảo tiêu kỹ thuật vừa phải đảm bảo tiêu kinh tế Vì lần bắt tay vào công việc thiết kế nên có nhiều mẽ cịn nhiều bỡ ngỡ Do kiến thức cịn hạn hẹp nên q trình thiết kế thiết minh chắn cịn gặp khơng sai sót khơng tránh khỏi Kính mong thầy bẳ tận tình, phê bình để chúng em hoàn thành tốt đồ án Chúng em xin chân thành cám ơn thầy giúp đỡ chúng em thời gian thực đồ án Sinh viên thực MỤC LỤC PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN A: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN………………………………… … 1: Chọn cơng suất động điện 2: Xác định số vòng quay sơ động B PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN……………………………………………… C TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC 1: Tính cơng suất trục 2: Tính số vịng quay trục 3: Tính momen xoắn trục PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI (XÍCH) Chọn loại xích Chọn số đĩa xích Xác đính bước xích t theo công thức Xác định khoảng cách trục A số mắt xích X Tính đường kính vịng chia đĩa xích Tính lực tác dụng lên trục B TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP Chọn vật liệu cặp bánh côn bánh trụ nghiêng Tính tốn truyền bánh trụ nghiêng (cấp chậm) a Xác định ứng suất cho phép b Sơ chọn hệ số tải trọng c Chọn hệ số chiều rộng bánh d Tính khoảng cách trục e Tính vận tốc vịng chọn cấp xác chế tạo bánh f Định hình xác hệ số tải trọng K g Xác định mođun, số răng, góc nghiêng chiều rộng bánh h Kiểm nghiệm sức bền uốn i Các thơng số hình học chủ yếu truyền j Kiểm nghiệm q tải Tính tốn truyền bánh côn thẳng (cấp nhạnh) a Xác định ứng suất cho phép b Xác định chiều dài ngồi c Xác định thơng số ăn khớp d Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc e Kiểm nghiệm độ bền uốn f Kiểm nghiệm tải C KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN, CHẠM TRỤC VÀ SAI SỐ VẬN TỐC Kiểm tra điều kiện bôi trơn a Mức dầu tối thiểu b Mức dầu tối đa Kiểm nghiệm điều kiện chạm trục Kiểm tra sai số vận tốc PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN A CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM KHỚP NỐI Xác định kích thước khớp nối Kiểm nghiệm độ bền vòng đàn hồi chốt Lực tác dụng lên trục từ nối trục B TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC Chọn vật liệu Xác định sơ đường kính trục Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Xác định phản lực gối đỡ đường kính đoạn trục a Xác định phản lực gối đỡ vẽ biểu đồ momen b Xác định đường kính trục tiết diện trục Tính tốn kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Tính tốn kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Tính chọn then C TÍNH TỐN CHỌN Ổ LĂN Chọn ổ lăn trục I a Kiểm nghiệm khả tải động ổ b Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Chọn ổ lăn trục II a Kiểm nghiệm khả tải động ổ b Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Chọn ổ lăn trục III a Kiểm nghiệm khả tải động ổ b Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ PHẦN 4: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP A THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC ĐÚC Chọn bề mặt ghép nắp thân Xác định kích thước vỏ hộp B MỘT SỐ KẾT CẤU KHÁC LIÊN QUAN ĐẾN VỎ HỘP Vịng móc Chốt định vị Cửa thăm Nút thông Nút tháo dầu Que thăm dầu Vòng chắn dầu TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN 1: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN A Tính tốn chọn động điện: Chọn cơng suất động điện: Công suất cần thiết trục động cơ: = = Trong đó: + = 0,97 : hiệu suất truyền xích + = 0,98 : hiệu suất truyền bánh trụ + = 0,97 : hiệu suất truyền bánh nón nghiêng + = 0,995 : hiệu suất ổ lăn + = : hiệu suất khớp nối = = 1,5413 (KW) Xác định số vòng quay sơ động cơ: ộ= ộ Trong đó: = 2,5 : tỉ số truyền ngồi mà truyền xích + Chọn + Chọn ộ = 10 : tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh nón trụ cấp Vậy: ộ = 82.2,5.10 = 2050 Điều kiện để chọn động cơ: đ đ Dựa vào bảng 28 trang 322 sách “ Thiết kế chi tiết máy “ ta chọn loại động điện A02(A0 ó đ = 2,2 KW ; đ = 1430 v/ph B Phân phối tỉ số truyền: Tỉ số truyền chung: u= Ta có: u= đ = = 17,439 Trong đó: : tỉ số truyền truyền xích : tỉ số truyền truyền bánh nón thẳng cấp nhanh : tỉ số truyền truyền bánh trụ nghiêng cấp chậm Chọn trước tỉ số truyền truyền xích : = = 2,5 = 6,9756 = Ta có: tỉ số truyền cấp chậm ( tỉ số truyền bánh trụ) = 1,073.√ Trong đó: hệ số chiều rộng vành bánh côn ( hệ số chiều rộng bánh trụ ( Chọn: = 0,3 = 0,25 = 0,3 0,3 ) 0,4 ) = 0,4 √ = = √ = = 2,522 = 2,76 C Tính tốn thơng số hình học: Tính cơng suất trục: Ta có : + Cơng suất trục công tác: + Công suất trục III : = + Công suất trục II : + Công suất trục I : = 1,4 kW = = = 1,45 kW = = 1,487 kW = = + Công suất trục động cơ: đ = 1,5407 kW = 1,5413 kW Tính số vịng quay trục: Ta có : + Số vịng quay trục động : + Số vòng quay trục I : + Số vòng quay trục II : = đ = đ = 1430 v/ph = 1430 v/ph = = 516,992 v/ph 10 Vậy: Như ổ chọn đảm bảo khả tải tĩnh Chọn ổ lăn trục II: - Sơ đồ bố trí ổ tải trọng: - Số vòng quay trục I: - Kiểm nghiệm khả tải động ổ: + Lực hướng tâm: √ √ √ √ + Lực dọc trục: + Đường kính ngõng trục: + Chọn sơ ổ đũa cở nhẹ có kí hiệu 7204 có 61 a) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: - Tra bảng với ổ đũa côn - Suy lực dọc trọc lực hướng tâm sinh ổ: - Với sơ đồ bố trí chọn ta tính lực dọc trục tác dụng vào ổ: - Xác định X Y: Xét tỉ số: nên ( vịng quay ) Suy ra: Xét tỉ số: ( vịng quay nên ) Suy ra: - Tải trọng quy ước ổ 1: 62 Trong đó: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, nhiệt độ 105 hệ số kể đến đặc tính tải trọng, Như vậy: cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn hơn: Khả tải động ổ: √ Với: 516,992 7000 triệu vòng Vậy: √ ⁄ √ Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Ổ chọn loại ổ đũa cỡ nhẹ 7204 có thơng số: 63 Kí hiệu d D 7304 20 47 B 37 32,5 14 12 T r 15,25 1,5 C 0,5 13,5 19,1 13,3 b) Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: Với ổ đũa côn: Khả tải tĩnh: Vậy: Như ổ chọn đảm bảo khả tải tĩnh Chọn ổ lăn trục III: - Sơ chọn ổ bi đỡ - chặn - Sơ đồ bố trí ổ tải trọng: 64 - Số vòng quay trục I: - Kiểm nghiệm khả tải động ổ: + Lực hướng tâm: √ √ √ √ + Lực dọc trục: + Đường kính ngõng trục: + Chọn sơ ổ cở nhẹ hẹp có kí hiệu 46206 có a) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: - Với ổ bi đỡ - chặn có: - Suy lực dọc trọc lực hướng tâm sinh ổ: - Với sơ đồ bố trí chọn ta tính lực dọc trục tác dụng vào ổ: 65 - Xác định X Y: Xét tỉ số: ( vịng quay nên ) Suy ra: Xét tỉ số: ( vịng quay nên ) Suy ra: 1,64 - Tải trọng quy ước ổ 1: Trong đó: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, nhiệt độ 105 hệ số kể đến đặc tính tải trọng, Như vậy: cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn hơn: 66 Khả tải động ổ: √ Với: 204,993 7000 triệu vòng Vậy: ⁄ √ √ Như ổ chọn đảm bảo khả tải động Ổ chọn loại ổ bi đỡ - chặn nhẹ hẹp 46206 có thơng số: Kí hiệu d D T=b r 46206 30 62 16 1,5 C 0,5 17,2 12,2 b) Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: Với ổ bi đỡ - chặn có dãy thì: Khả tải tĩnh: Vậy: Như ổ chọn đảm bảo khả tải tĩnh 67 PHẦN 4: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP A.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc đúc: Chọn bề mặt ghép nắp thân: Chọn bề mặt ghép vỏ hộp ( phần vỏ nắp, phần thân ) qua đường tâm trục Nhờ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện Bề mặt ghép song song với mặt đế Xác định kích thước vỏ hộp: - Ta xác định kích thước vỏ hộp: + Chiều dày: Thân hộp: - Khoảng cách từ tâm trục II đến tâm trục III Với Lấy: Nắp hộp: ọ + Gân tăng cứng Chiều dày: ọ ọ Chiều cao: Độ dốc: + Đường kính: Bu lơng : 68 ọ Bu lơng cạnh ổ : ọ Bu lơng ghép bích nắp thân : ọ Vít ghép nắp ổ : ọ Vít ghép nắp cửa thân : ọ + Kính thước gối trục : Với đường kính lỗ lắp ổ lăn: Trục I: 80 Trục II: 70 Trục III: 90 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ : 69 ọ ọ Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh : ọ Khoảng cách từ tâm bu lông tới mép ổ : ấ + Mặt bích ghép nắp thân : Chiều dày bích thân hộp : ọ Chiều dày bích nắp hộp : ọ Bề rộng bích nắp thân : ấ + Mặt đế hộp : 70 Chiều dày khơng có phần lồi : ọ Chiều dày có phần lồi : ọ ọ Bề rộng mặt đế hộp : ấ + Khe hở chi tiết : Giữa bánh với thành hộp : ấ Giữa đỉnh lớn với đáy hộp : ấ Giữa mặt bên bánh với : ấ 71 B Một số kết cấu khác liên quan đến vỏ hộp: 1) Vịng móc : Để nâng cao vận chuyển hộp giảm tốc ( gia công, lắp ghép,… ) nắp thân thường lắp thêm bu lơng vịng móc vịng Hiện móc vịng dùng nhiều Kích thước vịng móc xác định sau: Chiều dày vịng móc: ọ Đường kính vịng móc: ọ 2) Chốt định vị : Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công, lắp ghép, ta dùng chốt định vị Nhờ chốt định vị, xiết bu lông không làm biến dạng vịng ngồi ổ ( sai lệch vị trí tương đối nắp thân ), loại trừ nguyên nhân làm ổ nhanh bị hỏng Chọn định vị hình cơn: d = mm; C = mm; l = 20 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 lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn sau: 72 A B 100 75 150 100 C k R vít Số lượng 125 87 12 M8 x 22 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 thơng Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp A B C D E G H I M27x2 15 30 15 45 36 32 K L M N O P Q R S 10 22 32 18 36 32 5) Nút tháo dầu: Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn ( bụi bặm hạt mài ), bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp cần có lỗ dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Ta chọn nút tháo dầu trụ có kết cấu kích thước sau: 73 d b M20x2 15 m f L c q D S 28 2,5 17,8 30 22 25,4 6) Que thăm dầu : Có kích thước hình vẽ : 7) Vịng chắn dầu : Vòng gồm rãnh tiết diện tam giác có góc đỉnh 60 Khoảng cách đỉnh mm Vòng cách mép thành hộp khoảng ( 0,5 ) mm Khe hở vỏ với mặt ngồi vịng ren 0,4 mm 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm - Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất Giáo dục [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, Nhà xuất Giáo dục [3] Trần Thiện Phúc - Thiết kế chi tiết máy công dụng chung, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 2011 [4] Nguyễn Văn Yến - Thiết lập vẽ đồ án chi tiết máy, NXB Giao thông vận tải 75 ... LỤC PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN A: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN………………………………… … 1: Chọn công suất động điện 2: Xác định số vòng quay sơ động B PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN………………………………………………... 1430 v/ph B Phân phối tỉ số truyền: Tỉ số truyền chung: u= Ta có: u= đ = = 17,439 Trong đó: : tỉ số truyền truyền xích : tỉ số truyền truyền bánh nón thẳng cấp nhanh : tỉ số truyền truyền bánh... TỐN CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC 1: Tính cơng suất trục 2: Tính số vịng quay trục 3: Tính momen xoắn trục PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI (XÍCH) Chọn loại xích Chọn