Pbl 1 thiết kế và mô phỏng hệ thống dẫn động đề tài thiết kế hộp giảm tốc kiểu 2 cấp đồng trục dẫn động băng tải

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ PBL 1: THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG NHÓM 21.05A ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC KIỂU CẤP ĐỒNG TRỤC DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Giáo viên hướng dẫn: TS LÊ HOÀI NAM TS PHẠM ANH ĐỨC TS TRẦN ĐÌNH SƠN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN THÀNH PHAN TRUNG NHẬT Lớp: 21CDTCLC1(21.05A) Đà Nẵng, tháng 4/2023 LỜI NÓI ĐẦU Như biết lĩnh vực kĩ thuật, việc thiết kế, gia công chế tạọ chi tiết bước quan trọng để tạo sản phẩm phục vụ cho mục đích đời sống Về thiết kế hộp giảm tốc dự án giáo dục thực hành cho sinh viên để phát triển kỹ kiến thức lĩnh vực khí Trong dự án này, sinh viên yêu cầu thiết kế chế tạo hộp giảm tốc dựa yêu cầu kỹ thuật định Trên sở học môn: Thiết kế máy, Chi tiết cấu máy, KT chế tạo máy , CN CAD/CAM, Sức bền vật liệu,Vật liệu kĩ thuật,… Chúng thực đồ án gọi tắt PBL1“TK mơ HT dẫn động” Với mục đích vận dụng kiến thức học tìm hiểu kiến thức thiết kế máy phần mềm thiết kế Fushion 360,Autocad số chi tiết từ trang web skf.com.vn, vn.misumi-ec.com Tuy nhiên kiến thức chúng tơi cịn hạn chế thời gian thực đề tài không nhiều, nên khơng tránh khỏi số sai sót hạn chế trình thực đề tài Mặc dù chúng tơi thiết kế tính tốn chi tiết thơng số cịn số yếu điểm chưa thực tế hóa, mang tính lý thuyết Vì vậy, chúng tơi mong nhận đóng góp sửa chữa từ thầy, nhằm giúp cho đề tài trở nên khả thi đạt kết tốt Chúng xin trân trọng cảm ơn thầy hướng dẫn chúng tơi hồn thành đồ án đầu tay MỤC LỤC Nội dung thuyết minh bao gồm:  Lời nói đầu  Phần Thiết kế Chương 1: Giới thiệu chung đầu đề đồ án, loại hộp giảm tốc Chương 2: Tính chọn động điện phân phối tỷ số truyền Chương 3: Thiết kế truyền (bộ truyền ngoài, truyền trong) Chương 4: Thiết kế trục tính then Chương 5: Thiết kế gối đỡ trục Chương 6: Tính chọn nối trục Chương 7: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc chi tiết máy khác Chương 8: Bôi trơn che kín Chương 9: Lựa chọn kiểu lắp cho mối ghép  Phần Mô Chương 1: Thiết kế 3D cặp BR trục truyền HGT Chương 2: Mơ đặc tính kỹ thuật bánh Chương 3: Mơ phân tính kiểm tra độ bền trục HGT TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB Giáo dục, 1999 [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển , “Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí”, NXB Giáo dục, 2003 [3] PHẦN : THIẾT KẾ ( DESIGN) CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC 1) GIỚI THIỆU ĐẦU ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC KIỂU CẤP ĐỒNG TRỤC DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI 1.1) Số liệu cho trước: Lực kéo bang tải: P = 9000 N Vận tốc băng tải: V = 0.78 m/s Đường kính tang: D = 350 mm Đặc tính tải trọng: Tải thay đổi, rung động nhỏ Thời gian phục vụ: T = năm Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc Làm việc chiều 1.2) Nội dung đồ án:  Tính chọn cơng suất động điện phân phối tỷ số truyền  Thiết kế trục tính then  Thiết kế gối đỡ trục  Tính chọn nối trục  Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc chi tiết máy khác  Bôi trơn, che kín hộp giảm tốc  Lựa chọn kiểu lắp cho mối ghép 1.3) Khối lượng đồ án:   01 thuyết minh 01 vẽ A0 vẽ lắp hộp giảm tốc - - Trong thiết kế phận máy, cần bố trí cho hệ thống dẫn động nhỏ gọn, tiện lợi cho vận hành, bảo quản sửa chữa Để hoàn thành tốt nhiệm vụ thiết kế, trước hết cần nghiên cứu kỹ vật liệu cho, tham khảo thiết bị tương tự có tài liệu liên quan đến đề tài Sau đó, tiến hành thiết kế cách đề số phương án sơ đồ động học chọn phương án hợp lý Tiếp theo, thiết kế truyền, tính tốn trục, chọn then, ổ tính tốn kích thước vỏ máy Cuối cùng, tổng hợp kích thước phận máy để vẽ toàn hệ thống Sau hoàn thành việc thiết kế vẽ chế tạo, ta cần thực phần mô để kiểm tra tính hiệu hệ thống dẫn động Phần mô thực cách sử dụng phần mềm mô Fushion 360 - Trong q trình mơ phỏng, kết mơ cho ta biết tình trạng hoạt động hệ thống dẫn động cần thiết, ta điều chỉnh thiết kế để cải thiện hiệu suất hoạt động - Sau hồn thành phần mơ thực điều chỉnh cần, ta tiến hành sản xuất lắp ráp hệ thống dẫn động Q trình bao gồm gia cơng phận máy, lắp ráp, kiểm tra chất lượng bảo trì hệ thống để đảm bảo hoạt động ổn định hiệu thời gian dài 1.4) Phân loại: giảm tốc - Khái niệm: Sơ đồ mindmap khái niệm chung hộp Hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền khơng đổi, thường kèm với động máy khuấy, có tác dụng chính: - Giảm tốc: Vì động (theo chuẩn quốc tế) thường có tốc độ cao, nhu cầu sử dụng thực tế (tốc độ đầu ra) lại thấp, cần tới hộp giảm tốc để điều chỉnh vòng quay để tốc độ ý - Tăng tải: Lắp hộp giảm tốc vào động làm tăng moment xoắn, từ làm tăng khả tải trọng độ khỏe trục  Ưu điểm: Hiệu suất cao, có khả truyền công suất khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắn sử dụng đơn giản  Nhược điểm: Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng nên hộp giảm tốc phân chia nhiều loại khác nhau, cói hạn chế xảy 2) CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC 2.1) Hộp giảm tốc bánh nón cấp - Ưu điểm : Nhỏ gọn tối ưu hóa khơng gian - Nhược điểm : Tỉ số truyền nhỏ Sơ đồ hộp giảm tốc bánh cấp nằm ngang[1] đứngthẳng[1] Sơ đồ hộp giảm tốc bánh rang cấp 2.2) Hộp giảm tốc bánh côn - Ưu điểm:  Dễ sử dụng  Thuận tiện việc bảo trì sửa chữa  Hiệu suất làm việc cao giải nhiệt tốt - Nhược điểm: Kích thước lớn chiếm diện tích 2.3) Hộp giảm tốc bánh hình trụ trịn cấp cấp - Ưu điểm : Kích thước chiều dài trọng lượng hộp giảm tốc bé hộp giảm tốc khác - Nhược điểm :  Khả chịu tải trọng cấp nhanh chưa dung hết  Hạn chế khả chọn phương án bố trí  Khó bơi trơn phận ổ trục hộp  Khoảng cách gối đỡ trục trung gian lớn muốn đảm bảo phải tăng đường kính trục Hình 2.5 Sơ đồ hộp giảm tốc cấp [1] Hình 2.6 Sơ đồ hộp giảm tốc cấp [1] 2.4) Hộp giảm tốc có cấp nhánh phân đơi - Ưu điểm:  Tải trọng phân bố trục  Sử dụng hết khả vật liệu  Bánh rang phân bố đối xứng với ổ  Sự tập trung tải trọng theo chiều dài rang so với độ khai triễn - Nhược điểm:  Chiều rộng hộp tăng lên  Cấu tạo phận ổ phức tạp  Số lượng chi tiết khối lượng gia công tăng Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp ba cấp khai triển Hình 2.6 Sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục [1] 2.5) Hộp giảm tốc trục vít - Ưu điểm:  Bền môi trường chịu tải nặng  Đồng thời có tính tự hãm cao với kiểu đa dạng: ‐ Dạng đứng ‐ Dạng úp ‐ Dạng mặt loa => ghép hộp số - Nhược điểm:  Hiệu suất thấp, sinh nhiệt (do có trượt dọc răng)  Vật liệu bánh vít (đồng thanh): đắt tiền  Yêu cầu cao độ xác lắp ghép Hình 2.11 Sơ đồ hộp giảm tốc bánh – nón trụ ba cấp [1] 2.6) Hộp giảm tốc bánh nón trụ - Ưu điểm:  Loại hộp giảm tốc giải nhiệt tốt  Cấu tạo đơn giả -Nhược điểm:  Cấu tạo không máy nhỏ gọn  Khá to chiếm diện tích Hình 2.9 Hộp giảm tốc bánh – nón trụ hai cấp nằm ngang[1] cấp thẳng đứng[1] Hình 2.10 Hộp giảm tốc bánh rang – nón trụ Sơ đồ mindmap giới thiệu loại hộp giảm tốc 3) Thế hộp giảm tốc cấp đồng trục? 3.1) Khái niệm: Là dạng hộp giảm tốc có dạng trục thẳng nằm hộp giảm tốc bánh Người ta gọi tên hộp giảm tốc đồng trục hộp giảm tốc trục song song, chúng có bánh trụ theo hướng nghiêng ăn khớp với 3.2) Ứng dụng: - Hầu hết người phải công nhận tầm quan trọng hộp giảm tốc cấp công nghiệp với lĩnh vực sản xuất luyện kim, gia công, chế biến, khai thác khoáng sản,…Hộp giảm tốc ứng dụng nhiều ngành nghề sản xuất Ví dụ như: loại cửa cuốn, máy khuấy bột, băng tải vận tải đất đá, động xe máy, động xe giới, loại đồng hồ, hệ thống lò hơi,…Chúng ứng dụng hộp số giảm tốc máy móc loại nhỏ, loại lớn cơng nghiệp như: làm băng chuyền sản xuất xi măng, chế biến thức ăn gia súc, xưởng chế biến gỗ, việc in ấn bao bì,… Nói chung nhiều ứng dụng vơ đa dạng, hộp giảm tốc đóng vai trị quan trọng hầu hết hoạt động sản xuất - Ưu điểm: Hộp giảm tốc cấp đồng trục có ưu điểm truyền cho phép làm giảm chiều dài hộp trọng lượng hộp bé - Nhược điểm:  Khả chịu tải trọng cấp nhanh hộp giảm tốc chưa hoạt động hết cơng suất  Khó bố trí cho kết cấu chung  Khó bơi trơn vào bên phận ổ phần hộp  Khoảng cách khớp gối đỡ trục trung gian tương đối lớn, bạn phải tăng độ lớn đường kính trục lên Hình 2.3 Đặt lực lên trục II c) Chia lưới (Meshing) Hình 2.4 Chia lưới d) Mơ  Confirmed result : Hình 2.6 Moment uốn theo trục Y (Trục II)  Kết mô so với biểu đồ moment tính tốn Trục III a) Chọn ràng buộc Hình 3.1 Chọn ràng buộc b) Đặt lực Hình 3.2 Đặt lực momen Hình 3.3 Đặt Lực trục III c) Chia lưới( Meshing) Hình 3.4 Chia lưới d ) Mơ  Confirmed result : Moment uốn theo trục Y (Trục III)  Kết mô so với biểu đồ moment tính tốn CHƯƠNG 3: LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT THIẾT KẾ 1.Lắp ráp trục I: a) Các phận thuộc trục I: Hình 1.1 Then đai trục Hình 1.2 Then Hình 1.3 ổ bi trục Hình 1.4 Nắp chặn cố định bánh Hình 1.4 Bánh nhỏ cấp chậm Hình 1.5 Trục Hình 1.5 Nắp đậy ổ lăn 2) Lắp ráp Hình 2.1 Lắp then trục Hình 2.2 Lắp bánh nhỏ cấp chậm ổ lăn Trục Hình 2.3 Lắp then trục II Hình 2.4 Lắp bánh Hình 2.5 Lắp ổ lăn Trục Hình 2.6 Lắp then trục III Hình 2.7 Lắp bánh Hình 2.8 Lắp ổ lăn