ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 1 Bộ công nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Tp HCM Khoa Cơ khí Bộ môn Cơ sở thiết kế máy ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Nhóm sinh viên thực hiện: 1.Trương Minh Tồn MSSV: 0609150 2. Bùi Thế Toại MSSV: 0502890 3. Phạm Cơng Trịnh MSSV: 0503039 4.Lê Văn Trọng MSSV: 0503494 ĐỀ TÀI Đề số 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: 13 Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động cơ điện; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Xích tải. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 2 Số liệu thiết kế: Lực vòng trên xích tải, F(N) :4000 Vận tốc xích tải, v(m/s) : 1,2 Số răng đóa xích tải dẫn, z (răng) : 9 Bước xích tải, p(mm) : 110 Thời gian phục vụ, L(năm): 5 Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ. (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) Chế độ tải: T 1 = T ; T 2 =0,9T ; T 3 =0,8T ; t 1 =36 giây ; t 2 = 15 giây ; t 3 =12giây ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 3 YÊU CẦU 01 thuyết minh; 01 bản vẽ lắp A 0 ; 01 bản vẽ chi tiết. NỘI DUNG THUYẾT MINH 1 Tìm hiểu hệ thống truyền động máy. 2 Xác đònh công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động. 3 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:  Tính toán các bộ truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng).  Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít).  Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trò các lực.  Tính toán thiết kế trục và then.  Chọn ổ lăn và nối trục.  Chọn thân hộp, bulông và các chi tiết phụ khác. 4 Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép. 5 Tài liệu tham khảo. TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN Tuần lễ Nội dung thực hiện 1 Nhận đề tài, phổ biến nội dung ĐAMH. 2 Tìm hiểu truyền động cơ khí trong máy. Xác đònh công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền. 3-6 Tính toán thiết kế các chi tiết máy: các bộ truyền, trục (bố trí các chi tiết lắp trên trục), chọn ổ, then, nối trục đàn hồi, thân HGT, chọn bulông và các chi tiết phụ khác. 7-8 Vẽ phác thảo và hoàn chỉnh kết cấu trên bản vẽ phác. 9-12 Vẽ hoàn thiện bản vẽ lắp HGT. 13-14 Vẽ 01 bản vẽ chi tiết, hoàn thành tài liệu thiết kế (thuyết minh, bản vẽ). GVHD ký duyệt. 15 Bảo vệ. Các Thơng số thiết kế: + Lực vòng trên xích tải: P = 4000 (N) + vận tốc xích tải: v = 1,2 (m/s) Số răng đóa xích tải dẫn, z (răng) : 9 Bước xích tải, p(mm) : 110 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 4 Thời gian phục vụ, L(năm): 5 Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ. (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) Chế độ tải: T 1 = T ; T 2 =0,9T ; T 3 =0,8T ; t 1 =36giây ; t 2 = 15 giây ; t 3 =12giây I.CHỌN ĐỘNG CƠ: Gọi N: là cơng suất trên xích tải.  : Hiệu suất chung của hệ dẫn động N ct : Cơng suất làm việc Ta có:  td ct N N  Do động cơ làm việc với tải trọng thay đổi nên ta cần tính cơng suất làm việc ổn định của động cơ: Theo u cầu của đề ta có: NNNNNNTTTTTT 8,0;9,0;8,0;9,0; 321321  Trong đó: 8.4 1000 2,14000 1000      vP N (KW) Như vậy cơng suất tương đương của động cơ khi làm việc ở chế đọ tải thay đổi là: (KW)52.4 121536 12)8.48,0(15)8.49,0(368.4 222 321 3 2 32 2 21 2 1         ttt tNtNtN N td Hiệu suất của hệ truyền động:   = =   d . .   2 2 br . .   5 5 ol . .   kn. Theo bảng (2-1) ta có: d  = = 0 0 , , 9 9 6 6 → → H H i i ệ ệ u u s s u u ấ ấ t t b b ộ ộ t t r r u u y y ề ề n n đ đ a a i i br  = = 0 0 , , 9 9 8 8 → → H H i i ệ ệ u u s s u u ấ ấ t t b b ộ ộ t t r r u u y y ề ề n n m m ộ ộ t t c c ặ ặ p p b b á á n n h h r r ă ă n n g g kn  =1 → → H H i i ệ ệ u u s s u u ấ ấ t t c c ủ ủ a a k k h h ớ ớ p p n n ố ố i i ol  =0,995 → → H H i i ệ ệ u u s s u u ấ ấ t t m m ộ ộ t t c c ặ ặ p p ổ ổ l l ă ă n n V V ậ ậ y y t t a a t t í í n n h h đ đ ư ư ợ ợ c c : : ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 5   899,01995,0)98,0(96,0 5 2   03,5 899,0 52,4   td ct N N (KW) - Theo nguyên lý làm việc thì công suất của động cơ phải lớn hơn công suất làm việc (ứng với hiệu suất của động cơ) do đó ta phải chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất làm việc 72,72 1109 2,1100060100060         pZ n xt  (vòng/phút) Vì theo tiêu chuẩn tỉ số truyền đai thang 3 -5 , ta chọn 3 và tỉ số truyền hộp giảm tốc hai cấp từ 8-40 , ta chọn 10. Nên tỉ số truyền sơ bộ là 3*10=30 Suy ra tốc độ sơ bộ động cơ 72,72*30=2181 (vòng / phút) - Theo bảng P1.3 (sách TTTK HDĐCK_T1_Trịnh Chất, Lê Văn Chuyển) thông số kỹ thuật của động cơ 4A - Vậy ta chọn động cơ có ký hiệu K132M2 công suất động cơ N dc = 5.5(kw) số vòng quay của động cơ là 2900 (vòng/phút), hiệu suất 85% II.PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: - Trạm dẫn động cơ khí gồm hai bộ truyền. - Bộ truyền ngoài hộp: Bộ truyền đai - Bộ truyền trong: Hộp 2 cấp bánh răng trụ Ta có tỷ số truyền của động cơ: xt dc n n i  trong đó: 72,72 1109 2,1100060100060         pZ n xt  (vòng/phút) vậy: 409,39 72,72 2900  xt dc n n i + i h : Tỷ số truyền của các bộ truyền trong hộp + i nh : Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp (bộ truyền đai) n dc: Số vòng quay của động cơ n xt : Số vòng quay của xích tải ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 6 Ta có: nh cnh i i iii  Ta có i nh = i d Vậy tỷ số truyền chung của động cơ là: dcnhnhch iiiiii  Theo tiêu chuẩn ta chọn 4)53(  dd ii Vậy tỷ số truyền của hộp sẽ là: 10 4 40  nh ch h i i i Ta lại có: 10 cnh iii 47,3 88,2 10 88,2 2,1 10 2,1 )3,12,1(  n h ccn i i iii Kiểm tra lại: Ta có 9744,39488,247,3  dcnch iiii Sai số: %5%3%56,2%1009744,3940%100  ch ii Như vậy sai số nằm trong khoảng cho phép. Vậy ta có tỷ số truyền của hệ chuyển động như sau: 4 88,2 47,3    d c n i i i Tính toán công suất trên các trục: W)(543,4 1995,0 52,4 3 K xnn N N knol td    W)(659,4 98,0995,0 543,4 3 2 K nn N N brol      W)(778,4 98,0995,0 659,4 2 1 K nn N N brol      ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 7 W)(03,5 96,0995,0 778,4 1 K nn N N dol dc      Số vòng quay trên các trục: 725 4 2900 1  d dc i n n 9,208 47,3 725 1 2  n i n n 55,72 88,2 9.208 2 3  c i n n Mơmem xoắn trên các trục: )(8,14884 2900 52,4 1055,91055,9 66 Nmm n P T dc dc dc  )(8,62937 725 778,4 1055,91055,9 6 1 1 6 1 Nmm n P T  Thơng số Trục động cơ I II III i i d =4 i n = 3,47 i c = 2,88 n 2900 725 208,9 72,55 N 5,03 4,778 4,659 4,543 M x 14884,83 62937,8 212989,2 598010,3 III.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 1.Thiết kế bộ truyền xích )(3,598010 55,72 543,4 1055,91055,9 6 3 3 6 3 Nmm n P T  )(2,212989 9,208 659,4 1055,91055,9 6 2 2 6 2 Nmm n P T  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 8 - Vận tốc quay trục động cơ n 1 = 2900( v/p ) -Tỉ số truyền của xích i x = 3 (chọn theo bảng tiêu chuẩn i x = 3 – 5 ) 2. Chọn loại xích Chọn xích ống- con lăn vì giá thành rẻ hơn và thông dụng hơn, và bộ truyền không yêu cầu làm việc êm, không ồn. * Ta có tỉ số truyền xích i x = 3 Theo bảng số liệu yêu cầu thiết kế ta có số răng đóa dẫn z 1 = 9(răng) -Số răng đóa dẫn z 2 được tính theo công thức (6-5) trang 105 z 2 = i.z 1 =3 x 9=27 (răng) theo bảng số liệu thiết kế ta có bước xích p =110mm 3. Đònh khoảng cách trục A và số mắc xích x Số mắc xích được tính theo công thức: Chọn sơ bộ A = (30÷50)p A = (30÷50)110 = 3300 ÷5500 mm Chọn A = 4500(mm) Tính số mắc xích theo công thức (6-4) trang 102 X =   A p x ZZ p A ZZ 2 1221 2 . 2 2     = 100 4500 110 2 929 110 45002 2 279 2           x x  Chọn số mắc xích là: X = 100 * Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắc xích theo công thức (6-3) A =                           2 12 2 2121 2 8 224  ZZZZ X ZZ X p = 4499 2 927 8 2 927 100 2 927 100 4 110 2 2                             (mm) * Để đảm bảo độ võng bình thường tăng một khoảng cách trục một khoảng: A = 0,003A =0,003×4499  13,5 mm vậy chọn A=4513( mm) 4. Tính đường kính vòng chia trên đóa xích đóa dẫn: d c1 = 6,321)9/sin(/110)/sin(/ 1   zp (mm) đóa bò dẫn: d c2 = 5,947)27/sin(/110)/sin(/ 2   zp ( mm) 5. Đường kính vòng đỉnh: d d1 = d c1 + 0,7p = 321,6 + 0,7x110=398,6 (mm) d d2 = d c2 + 0,7p = 947,5+ 0,7x110=1024,5 (mm) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn 9 6. Gọi A là diện tích của bản lề xích: 0 0 A d b  Trong đó: ª 0 d : Đươøng kính chốt ª 0 b : Chiều rộng ống Tính A gần đúng theo công thức: 2 2 2 0,28 0,28 110 3388 A p mm     vậy 0 0 0 0 3388 3388d b b d    Chọn 0 30 d mm  0 3388 113 30 b mm   6. Tính lực tác dụng lên trục lắp đóa xích theo công thức (6-17) R  K t x P = 31 7 106 npZ NK t   Trong đó: K t : hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích lên trục chọn K t = 1,15 R= 2,4611 55,721109 8,415,1106 7    N Theo điều kiện làm việc khơng va đập mạnh và số răng đĩa dẫn và bị động <40 nên tra bảng 5.11 [1 tr 86] ta chọn thép 45, 45T,50,50T ở nhiệt luyện Tơi, Ram có độ cứng bề mặt 45…50 HRC để chế tạo xích và đĩa xích. 7. Tính chiều dài xích L = X  t = 100  110 = 11000 (mm) IV/ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 1/ Chọn loại đai và tiết diện đai Chọn loại tiết diện đai theo hình đồ thị 4.13 [1 tr 59] với p=5,03 kW và số vòng quay bánh dẫn 2900 ta chọn được loại đai A với thơng số b t =11mm, b= 13mm, h= 8mm, y 0 = 2,8 mm, diện tích tiết diện A= 81 mm 2 . Ta có cơng thức thực nghiệm 4.1 [1 tr 53]: D 1 = (5,2…6,4) 3 1 T Với T 1 :mơmen xoắn trên trục bánh nhỏ cũng là trục động cơ, mm. Suy ra D 1 = (5,2…6,4) 3 83,14884 = 128  157,4 (mm). Chọn theo tiêu chuẩn D 1 = 140 (mm).Bảng 4.19 [1 tr 62]. [...]... =226.3 Mpa Vậy bánh răng cấp nhanh đạt u cầu về độ bền uốn và độ bền tiếp xúc VI THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM 1 Chọn vật liệu thiết kế bánh răng: Tra bảng 6.1 [1 tr 92] ta chọn như sau: Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền Giới hạn chảy  b N/mm2 Bánh chủ Thép Tơi cải thiện  ch N/mm2 850 650 Độ cứng HB 230….280 19 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY động 45X Bánh bị Thép động Nhóm 18 40X... 1/1.672 = 0.598 :hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Yβ = 1-β/140 = 1- 0/140 =1 18 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 YF1 ,YF2 hệ số dạng răng của bánh chủ động và bị động Tra bảng 6.18 với hệ số dịch chỉnh x1=0.12, x2 = 0.395 và zv1=z1=29, zv2 = z2= 100 và nội suy ra được YF1= 3.72, YF2= 3.535 KF = KFβKFαKFv CT 6.45 Với : KFβ hệ số kể đến sự phân bố khơng đều tải trọng trên chi u rộng vành... KFβKFαKFv CT 6.45 Với : KFβ hệ số kể đến sự phân bố khơng đều tải trọng trên chi u rộng vành răng, tra bảng 6.7 [1 tr 98] với sơ đồ 4 và ψbd = 0.95 và nội suy ta có KFβ = 1.25 25 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 KFα : hệ số kể đến sự phân bố khơng đều tải trọng cho các đơi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, với bánh răng thẳng KFα = 1 KFv hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng... Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 2 xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặc lực: Theo bảng 10.2 ta xác định gần đúng chi u rộng ổ lăn bo : bo của trục 1 :17, trục 2 :21, trục 3 :23 Theo cơng thức 10.10 ta xác định chi u dài mayơ như sau:  Bánh đai và bánh nhỏ trong cấp nhanh:lm = (1.2…1.5)d = (1.2 … 1.5) 25 =30 … 37.5.Chọn là 35 mm  Bánh lớn trong cấp nhanh và bánh nhỏ trong cấp... xác định chi u dày ổ lăn: d1  30mm  Bo1  19mm d 2  40mm  Bo 2  23mm d3  50mm  Bo 3  27mm Tra bảng 10-30 ta có các thơng số sau: 29 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 + Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành của hộp hoặc khoảng cách giữa chi tiết quay: k1 = 10mm + Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10mm + Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay... 127mm Chọn khoảng cách từ ổ lăn tới điểm đặt lực của bộ truyền xích tải: lx  100mm Vậy khoảng cách từ ổ lăn đặt ở vị trí đầu đến điểm đặt lực của bộ truyền xích tải là: l33  l31  lx  127  100  227 mm Sơ đồ lực khơng gian: 31 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 Trục I: Ở đây lực Rđ = 845,5 (N) 32 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 P1 = 1688 N Pr1 = 614 N Tính phản lực... 70698, 45Nmm 33 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18    50 N / mm2 d aa  3 70698, 45  24, 2mm 0,1.50 Điều kiện trục ở tiết diện b-b: Mtđ  457832, 62  0, 75.48530, 482  63674Nmm d b b  3 63674  23,35mm 0,1.50 Điều kiện ở tiết diện a-a lấy bằng 30mm và điều kiện ở tiết diện b-b lấy bằng 36mm Trục II: 34 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 P2 = 1688 N ; P3 = 4868,18... với trường hợp này bộ truyền khơng tự động điều chỉnh được lực căng Fv= qm v2=0.105x21.262=47.46 (N) Với qm khối lượng trên một đơn vị chi u dài đai Tra bảng 4.22 [1 tr 64] được 0.105 Suy ra F0 = 780x5.03x1.35/(21.26x0.902x2) + 47.46= 185.6 (N) Lực tác dụng lên trục FR FR= 2F0z sin( α1/2)=2x185.6 sin(1440/2)=353 (N) V.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH 1 Chọn vật liệu thiết kế bánh răng: Tra bảng... Vì ta chọn khoảng cách trục aw = 195 nên có hệ số dịch chỉnh 5 tìm hệ số dịch chỉnh: Tính hệ số dịch tâm y và hệ số ky : 22 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 Theo cơng thức 6.22 [ 1 tr 100] :y = aw / m – 0.5(z1 +z2 )= 195/3 – 0.5(33+95) = 1 CT 6.23 :ky = 1000y/zt = 1000x1 / 128 = 7.8125 Tra bảng 6.10a [1 tr 101] ta được kx = 0.425 Suy ra hệ số giảm đỉnh răng Δy : CT 6.24 [1 tr 100]:... 1.588) / 3  0.897 KH hệ số tải trọng khi tiếp xúc: KH = KHβKHαKHv 24 GVDH: Nguyễn Minh Tuấn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 Với KHβ hệ số kể đến sự phân bố khơng đều tải trọng trên chi u rộng răng ,tra bảng 6.7, với Ψbd = 0.53 Ψba (u  1) = 0.53 x0.48(2.88 + 1) = 0.987 Ψba :hệ số, tra bảng 6.6 [ 1 tr 97] và chọn 0.48 ( lấy lớn hơn 20% so với cấp nhanh) và sơ đồ 4 ta được KHβ = 1.11 KHα hệ số kể đến sự phân . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nhóm 18 1 Bộ công nghiệp Trường Đại học Công nghiệp Tp HCM Khoa Cơ khí Bộ môn Cơ sở thiết kế máy ĐỒ ÁN MƠN. bản vẽ chi tiết. NỘI DUNG THUYẾT MINH 1 Tìm hiểu hệ thống truyền động máy. 2 Xác đònh công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động. 3 Tính toán thiết kế các chi tiết máy: . ĐAMH. 2 Tìm hiểu truyền động cơ khí trong máy. Xác đònh công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền. 3-6 Tính toán thiết kế các chi tiết máy: các bộ truyền, trục (bố trí các chi tiết lắp trên trục),