LỜI NÓI ĐẦU Đồ án thiết kế máy là nội dung không thể thiếu với chương trình đào tạo kĩ sư cơ khí nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ sở về kết cấu máy và các quá trình cơ bản khi thiết kế m[.]
LỜI NÓI ĐẦU Đồ án thiết kế máy nội dung khơng thể thiếu với chương trình đào tạo kĩ sư khí nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức sở kết cấu máy trình thiết kế máy Trong trình học mơn Thiết kế máy em làm quen với kiến thức kết cấu máy, phận máy tính chi tiết máy thường gặp Đồ án Thiết kế máy giúp em hệ thống lại kiến thức học tìm hiểu sâu Thơng qua việc hồn thiện đồ án, em áp dụng kiến thức từ môn học Truyền động khí, Sức bền vật liệu, Vẽ kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật khí, Kỹ thuật đo khí,… Hộp giảm tốc cấu truyền động nhờ ăn khớp trực tiếp bánh Hộp giảm tốc dùng để giảm vận tốc góc tăng momen xoắn, hộp giảm tốc phận trung gian động máy công tác Đề tài giao Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp khai triển dẫn động tời kéo Dùng hộp giảm tốc hai cấp khai triển bánh trụ, dẫn động động điện có kết hợp với truyền ngồi (bộ truyền đai) Trong q trình làm em tìm hiểu nội dung sau: giảm tốc - Cách chọn động điện cho hộp giảm tốc Cách phân phối tỉ số truyền cho cấp hộp giảm tốc Cách thiết kế truyền ngồi hộp giảm tốc Các tiêu tính tốn thông số hộp giảm tốc Các tiêu tính tốn, chế tạo bánh trục Cách xác định thông số then Kết cấu, công dụng cách xác định thông số hộp Cách tính tốn xác định chế độ bôi trơn cho chi tiết hộp giảm tốc - Cách thể vẽ tiêu chuẩn Do lần đầu làm đồ án tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nên phần chưa hồn tồn nắm vững Trong q trình làm đồ án em tham khảo nhiều tài liệu giáo trình có liên quan song sai sót điều khó tránh khỏi Em mong nhận hướng dẫn thêm thầy để em nắm vững củng cố lại kiến thức học Em xin chân thành cảm ơn thầy mơn, đặc biệt thầy Đặng Phước Vinh nhiệt tình hướng dẫn em q trình hồn thành đồ án Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Sinh viên thực Trần Nguyễn Khánh Hà SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC Chọn công suất động điện: A Phân phối tỉ số truyền PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT) Chọn loại đai Xác định đường kính bánh đai Định khoảng cách trục A chiều dài đai L Kiểm nghiệm góc ơm bánh nhỏ Xác định tiết diện đai Định chiều rộng B bánh đai 7 Tính lực căng lực tác dụng lên trục PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG A Bộ truyền bánh cấp nhanh (bộ truyền bánh thẳng) Chọn vật liệu chế tạo bánh Định ứng suất cho phép Chọn sơ hệ số tải trọng Chọn hệ số chiều rộng bánh Xác định khoảng cách trục A Tính vận tốc vịng chọn cấp xác chế tạo bánh Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A Xác định mo-đun, số răng, chiều rộng bánh 10 Kiểm nghiệm sức bền uốn 10 10 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 10 11 Định thơng số hình học chủ yếu truyền 11 12 Tính lực tác dụng lên trục 11 B Bộ truyền bánh cấp chậm (bộ truyền bánh trụ nghiêng) 11 Chọn vật liệu chế tạo bánh 11 Định ứng suất cho phép 11 Chọn sơ hệ số tải trọng 12 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Chọn hệ số chiều rộng bánh 13 Xác định khoảng cách trục A 13 Tính vận tốc vịng chọn cấp xác chế tạo bánh 13 Định xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A 13 Xác định mo-đun, số răng, chiều rộng bánh 13 Kiểm nghiệm sức bền uốn 14 10 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 14 11 Định thơng số hình học chủ yếu truyền 15 12 Tính lực tác dụng lên trục 15 PHẦN IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 16 A Thiết kế trục 16 Chọn vật liệu 16 Tính sức bền trục 16 B Tính then 25 PHẦN IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRUC 26 A Chọn ổ lăn 26 PHẦN V: THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 29 Vỏ hộp 29 Một số chi tiết khác 30 Bôi trơn hộp giảm tốc 31 Lắp bánh trục 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC a Chọn cơng suất động điện: Tính tốn cơng suất cần thiết động điện: Xác định chế độ làm việc động cơ: t +15+15 lv Độ dài làm việc tương đối: ts% = = 75% > 60%, 100% = 30 t ck 40 Động làm việc chế độ dài hạn với tải trọng thay đổi: PV Nt = ηβ P = 3400 N; V = 0.8 m/s; : hệ số tải trọng tương đương β= √ (MM (M M t+ )2 2 )2t3 t = ck (1)2 √ 15+(0.3)2 15 =0.64 40 : hiệu suất truyền cặp ổ có hệ thống dẫn η động η = η đ η br2 η ổ4 η nt Với: Bộ truyền đai: η đ = 0,95 Bộ truyền bánh răng: η Cặp ổ lăn: η ổ = 0,99 Nối trục: η nt = η = 0,95.0,962.0,994.1 = 0,84 Vậy: Công suất cần thiết động cơ: Nct ≥ η br = 0,96 N t = PV η η β = 3400.0,8 0,84 0,64 2072 W b Xác định sơ số vòng quay động cơ: Số vòng quay tang: nlv=60000 (πDDV ) = 60000 (πD 320 (vòng/phút) Chọn số vòng quay sơ động cơ: nsbđc = nlv.it Với ut tỉ số truyền toàn bộ: it = iđ.ihgt = 30 (chọn iđ = 3,25; ihgt = 9.23 – theo B2.2 – Tài liệu [*]) nsbđc = 48.30 = 1440 (vòng/phút) c Chọn động Động điện phải có thơng số thỏa mãn N ≥ Nct = 2072 W nđc y nsbđc = 1440 (vòng/phút) Tra bảng phụ lục P1.1 tài liệu [*], ta chọn: Động AO2 – 31 - SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang ) y 48 = Đồ án Thiết kế máy Công suất (kW) Vận tốc quay (v/ph) 1430 2.2 M M m M đm 82.5 i= n đc n M max đm 1.8 A.Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền động chung GVHD: Đặng Phước Vinh M Hiệu suất % 2.2 = 1430 Khối lượng động (kg) M đm 1.2 34 = 29.8 48 ct Với ingoài = 3,25 (như trên) => ihộp = 9,17 (= inhanh.ichậm) inhanh: tỉ số truyền cấp nhanh truyền bánh trụ thẳng ichậm : tỉ số truyền cấp chậm truyền bánh trụ nghiêng để tạo điều kiện bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu, ta chọn : inhanh y (1.2 ÷ 1.3) ichậm Lấy: inhanh = 3,4 ichậm = 9.17 ≈ 2.7 3.4 Trục Trục động I II III i iđ = 3.25 inhanh = 3.4 ichậm = 2.7 n 1430 440 129 48 N (kW) 2.2 2.07 1.97 1.87 Mx (N.mm) 14692 44928 145841 (vòng/phút) 372052 SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT) Chọn loại đai Chọn đai vải cao su có sức bền tính đàn hồi cao, chịu ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm Xác định đường kính bánh đai Đường kính bánh đai nhỏ: D =(1100 ÷ 1300) N đc √ nđc N =( 1100 ÷ 1300 ) √n1 ≈ 127÷ 150(mm) Tra bảng 5.1 tài liệu [*] ta chọn D1 = 140mm Kiểm nghiệm vận tốc đai: v= πD D1 n1 60.1000 = πD 140 1430 m 60.1000 =10,5 Đường kính chọn thỏa mãn điều kiện vận tốc đai ( s )< (25÷ 30) m/s Đường kính bánh đai lớn: D2=iđai D1 ( 1−ε )=3,25.140.0,99=450,45(mm) = Dựa vào bảng 5.2 tài liệu [*] chọn D2 450 mm Số vòng quay thực n2 bánh bị dẫn phút: 140 n'2=0,99 450 1430=440,44 (vg/ ph) Sai số vòng quay n2 so với yêu cầu ban đầu: ∆ n= 440.44−440 440 =0,1 % => đạt yêu cầu, không cần chọn lại D Định khoảng cách trục A chiều dài đai L Hạn chế số vòng chạy đai giây: umax =5 , xác định chiều dài tối thiểu Lmin đai: = L v = 10,5 u max Xác định sơ khoảng cách trục (140+ 450) 2.2100−πD ¿ ¿ ¿2−8 (450−140)2 2 ¿ ¿ 2100−πD (140+ 450 )+√ ¿ A=¿ A không thỏa mãn điều kiện: A ≥2 ( D1 +D2 )=2 (140+ 450)=1180 Chọn lại A=1180 (mm) SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Tính lại L theo A (Cơng thức 5.1 tài liệu [*]): L=2.1180+ πD (140+ 450 )+ (450−140)2 =3307(mm) 4.1180 Để nối đai, tăng thêm chiều dài đai khoảng (100 ÷ 400) mm tùy theo cách nối Kiểm nghiệm góc ơm bánh nhỏ Dựa vào cơng thức 5.1 tài liệu [*] ta tính được: D2 α1=180 °− −D 57 °=180 157 °= 165 ° > 150 ° => thỏa mãn 450−140 °− A 1180 Xác định tiết diện đai Xác định chiều dày đai Chiều dày đai δ [ δ δ D 1≤ D chọn theo tỉ số δ ] ] max 1 = max 40 D1 Với loại đai vải cao su, ta chọn => δ ≤ 40.140=3.5(mm) Dựa vào bảng 5.3 tài liệu [*] ta chọn đai vải cao su loại có lớp lót chiều dày 3mm [ Xác định chiều rộng đai b≥ [ σ p 1000 N v δ [σ p ]o Ct Cα Cv Cb ] o : ứng suất có ích cho phép đai (N/mm2) Chọn ứng suất căng ban đầu σ o=1,8 D N/mm2, với = 140 ≈ δ 45 N /mm2 Theo bảng 5.5 tài liệu [*] chọn [ σ p ]o=2,28 ¿ ) : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng, theo bảng 5.6 tài Ct liệu [*] Tải trọng mở máy 200% tải trọng bình thường, tải trọng làm việc có dao động nhỏ => Ct =0,8 Cα v: C : hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm, theo bảng 5.7 tài liệu [*] Với α = 165 => Cα =0,96 hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc, theo bảng 5.8 tài liệu [*] Với v = 10,5 m/ s => Cv=1 Cb : hệ số xét đến bố trí truyền, theo bảng 5.9 tài liệu [*] Bộ truyền tự căng, đường nối tâm truyền nằm ngang: Cb =1 1000.2,2 b≥ Dựa vào bảng 5.4 chọn chiều rộng đai b = 40 mm SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà Trang 10,5.3 2,28 0,8 0,96.1 y 40 (mm) Đồ án Thiết kế máy GVHD: Đặng Phước Vinh Định chiều rộng B bánh đai Dựa vào bảng 5.10 tài liệu [*] ta chọn B = 50 mm Tính lực căng lực tác dụng lên trục Lực căng So=σo δb=2,8.3 40=216 N Lực tác dụng lên trục R=3 So sin SVTH: Trần Nguyễn Khánh Hà α1 =3.216 sin Trang 165 ° ≈642 N