Đồ án môn học chi tiết máy đầu đề thiết kế hệ dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY HỌC KÌ: 2021-2 MÃ ĐỀ: II.11 ĐẦU ĐỀ: Người hướng dẫn THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TS.Nguyễn Trọng Du Thông tin sinh viên Sinh viên Sinh viên Sinh viên thực Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Mã số sinh viên 20195545 20195444 Lớp chuyên ngành KTCK07-K64 KTCK07-K64 Lớp tín 717874 717874 Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./20… Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./20… Ký tên ĐÁNH GIÁ ….… / 10 ….… / 10 CỦA THẦY HỎI THI Ký tên ……………………… Hà Nội, … /2022 Ký tên ……………………… Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1.1 Xác định công suất yêu cầu trục động điện 1.1.2 Xác định tốc độ quay động điện 10 1.1.3 Chọn động điện .11 1.2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 12 1.3 TÍNH CÁC THƠNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 12 1.3.1 Tỉ số truyền 12 1.3.2 Tính tốc độ quay trục 12 1.3.3 Tính cơng suất trục .13 1.3.4 Tính mơ men xoắn trục 14 1.4 LẬP BẢNG CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC 15 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI 17 2.1 CHỌN LOẠI ĐAI 17 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN 17 2.2.1 Đường kính bánh đai 17 2.2.2 Khoảng cách trục .18 2.2.3 Chiều dài đai 19 2.2.4 Góc ơm .19 2.3 XÁC ĐỊNH SỐ ĐAI 19 2.4 XÁC ĐỊNH LỰC CĂNG BAN ĐẦU VÀ LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC 21 2.5 LẬP BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA ĐAI DẸT 21 CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ .23 3.1 CHỌN VẬT LIỆU 24 3.2 XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP 24 3.3 TÍNH THIẾT KẾ 27 3.3.1 Xác định thông số truyền 27 3.3.2 Xác định thông số ăn khớp 28 3.3.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 29 3.3.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn 31 3.3.5 Kiểm nghiệm độ bền tải .33 Đồ án Chi tiết máy Trang Đề số II.11 Lê Thị Mơ 201195545 KTCK07-K64 Trịnh Quang Hưng 20195444 KTCK07-K64 3.4 XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ, KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN 33 3.4.1 Xác định lực tác dụng lên trục 33 3.4.2 Lập bảng thông số truyền 34 CHƯƠNG 4: CHỌN KHỚP NỐI, TÍNH TRỤC, THEN, Ổ LĂN 37 4.1 CHỌN KHỚP NỐI 37 4.1.1 Chọn vật liệu 37 4.1.2 Tính chọn khớp nối trục II trục băng tải 37 4.2 LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC, KHOẢNG CÁCH CÁC GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC .40 4.2.1 Sơ đồ phân tích lực chung giá trị lực/momen xoắn 40 4.2.2 Tính sơ đường kính trục .40 4.2.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 41 4.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM TRỤC I .43 4.3.1 Thiết kế trục 43 4.3.2 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi độ bền tĩnh 49 4.3.3 Tính chọn then 56 4.3.4 Tính chọn ổ lăn 57 4.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC II 60 4.4.1 Thiết kế trục 60 4.4.2 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi độ bền tĩnh 69 4.3.3 Tính chọn then 76 4.4.4 Tính chọn ổ lăn 78 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU 82 5.1 CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA VỎ HỘP GIẢM TỐC .82 5.1.1 Thiết kế vỏ hộp 82 5.1.2 Các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc 82 5.2 Kết cấu bánh 85 5.3 KẾT CẤU NẮP Ổ, CỐC LÓT 86 5.3.1 Nắp ổ 86 5.3.2 Chốt định vị 86 5.3.3 Cửa thăm 86 5.3.4 Nút thông 87 5.3.5 Nút tháo dầu 88 Đồ án Chi tiết máy Trang Đề số II.11 Lê Thị Mơ 201195545 KTCK07-K64 Trịnh Quang Hưng 20195444 KTCK07-K64 5.3.6 Kiểm tra mức dầu 89 5.3.7 Lót ổ lăn 89 CHƯƠNG 6: BÔI TRƠN, LẮP GHÉP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 91 6.1 BÔI TRƠN 91 6.1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc .91 6.1.2 Bôi trơn ổ lăn 91 6.2 BẢNG KÊ KIỂU LẮP, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 LỜI KẾT 97 Đồ án Chi tiết máy Trang Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Danh sách hình vẽ 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Hình 1: Hình minh họa nối trục vòng đàn hồi 38 Hình 2: Sơ đồ phân tích lực 40 Hình 3: Sơ đồ sơ truyền hộp giảm tốc 44 Hình 4: Sơ đồ phân tích lực trục I 44 Hình 5: Sơ đồ momen trục I 46 Hình 6: Sơ đồ đặt lực lên ổ lăn trục I 57 Hình 7: Sơ đồ phân tích lực trục II .61 Hình 8: Sơ đồ momen trục II Fkn ngược chiều Ft .63 Hình 9: Sơ đồ momen trục II Fkn chiều Ft 66 Hình 10: Sơ đồ đặt lực lên ổ lăn trục II 79 Hình 11: Kết cấu bánh 85 Hình 12: Nắp ổ 86 Hình 13: Chốt định vị 86 Hình 14: Cửa thăm 87 Hình 15: Nút thơng 88 Hình 16: Nút tháo dầu 89 Hình 17: Que thăm dầu 89 Hình 18: Vòng phớt 90 Hình 19: Vịng chắn dầu 90 Đồ án Chi tiết máy Trang Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Danh sách bảng kết 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Bảng 1: Thông số động học 16 Bảng 2: Kết tính tốn thơng số đai 22 Bảng 3: Thông số truyền 35 Bảng 4: Kích thước nối trục vòng đàn hồi 38 Bảng 5: Kích thước vịng đàn hồi 38 Bảng 6: Chọn kích thước ổ trục I 58 Bảng 7: Chọn kích thước ổ trục II 79 Bảng 8: Tính phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc 82 Bảng 9: Kích thước nắp ổ 86 Bảng 10: Kích thước cửa thăm 87 Bảng 11: Kích thước nút thông 88 Bảng 12: Kích thước nút tháo dầu 88 Bảng 13: Kích thước vịng phớt 90 Bảng 14: Bôi trơn ổ lăn 92 Bảng 15: Bảng kê kiểu lắp, sai lệch giới hạn, dung sai 94 Đồ án Chi tiết máy Trang Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 20195444 Đồ án Chi tiết máy Trang KTCK07-K64 KTCK07-K64 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 5.2 Kết cấu bánh 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Hình 11: Kết cấu bánh b=51 (mm) d=50(mm) da=235,73(mm) df=236,73(mm) - Chiều dày vành răng: 𝛿 = (2,5 ÷ 4)𝑚 = ÷ chọn 𝛿 = 8(mm) - Chiều rộng vành : b = 51 (mm) - Chiều dày đĩa: C = (0,2 ÷ 0,3)b = 10,2÷15,3 chọn C = 14 (mm) - Đường kính ngồi moay ơ: D = (1,5÷1,8)d=75 ÷ 90 chọn D = 75(mm) - Dv= df2− 𝛿 = 236,73 - 2.8= 220,73(mm) - Đường kính tâm lỗ: Do = 0,5(D+Dv)=0,5.(76+220,73)= 148,365(mm) chọn D0=149(mm) - Đường kính đỉnh răng: da = 235,73(mm) - Kết cấu bánh 1: b1 = 51 (mm) d1 = 36 (mm) da = 71,28 (mm) Đồ án Chi tiết máy Trang 85 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng df = 73,28 (mm) 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 5.3 KẾT CẤU NẮP Ổ, CỐC LĨT 5.3.1 Nắp ổ Đường kính nắp ổ xác định theo công thức : D3 D2 𝐷3 ≈ 𝐷 + 4,4 𝑑4 D4 𝐷2 ≈ 𝐷 + (1,6 ÷ 2) 𝑑4 D: đường kính lắp ổ lăn Hình 12: Nắp ổ Hoặc tra bảng 18-2 [2] (trang 88) được: Bảng 9: Kích thước nắp ổ 𝐷2 (𝑚𝑚) 𝐷3 (𝑚𝑚) 𝐷4 (𝑚𝑚) Vị trí 𝐷 (𝑚𝑚) Trục I 70 90 115 Trục II 85 100 125 𝑑4 (𝑚𝑚) 𝑍 h 65 M8 10 75 M8 10 5.3.2 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chữa đường tâm trục.Lỗ trụ lắp thân hộp & nắp gia cơng đồng thời, 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 bulong khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ Thơng số kĩ thuật chốt định vị :d=8, c=1,2, l=25÷ 140= 40 Hình 13: Chốt định vị 5.3.3 Cửa thăm Để kiểm tra qua sát chi tiết máy lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm.Dựa vào bảng 𝐵 18.5 92 [2] ta chọn kích thước cửa thăm hình vẽ sau Đồ án Chi tiết máy Trang 86 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Tra bảng 𝐵 18−5 92 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 [2]chọn: Bảng 10: Kích thước cửa thăm C K 𝐵1 𝐶1 B 𝐴1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 75 150 100 125 _ R Vít Số (mm) (mm) (mm) lượng 87 12 M8×22 A C B1 B K A C1 A1 Hình 14: Cửa thăm 5.3.4 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp ta dùng nút thơng nắp cửa thăm Nút thông thường lắp nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp Đồ án Chi tiết máy Trang 87 Đề số II.11 Lê Thị Mơ 201195545 Trịnh Quang Hưng 20195444 Tra bảng 18-6 [2] (trang 93) chọn: KTCK07-K64 KTCK07-K64 Q K N M O G A E L C P H D I B A R A B C D Hình 15: Nút thơng Bảng 11: Kích thước nút thông E G H I K L M N M27x2 15 30 15 45 36 32 10 22 O P Q R S 32 18 36 32 5.3.5 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn bị biến chất cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ dầu bịt kín nút tháo dầu Chọn nút tháo dầu tra bảng 18-7 [2] (trang 93): d b m M30x2 18 14 Đồ án Chi tiết máy Bảng 12: Kích thước nút tháo dầu f L c q D 36 Trang 88 27 45 S D0 32 36,9 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 D d D0 m b S L Hình 16: Nút tháo dầu 5.3.6 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu kích thước hình vẽ: 12 18 12 30 Hình 17: Que thăm dầu 5.3.7 Lót ổ lăn Ổ lăn làm việc trung bình bơi trơn mỡ ta chọn làm kín động gián tiếp vòng phớt + Chi tiết vòng phớt: Mục đích: bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phịng mỡ chảy ngồi Vịng phớt dùng để lót kín chi tiết dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng chóng mịn ma sát lớn bề mặt có độ nhám cao Ta cần chọn vòng phớt cho trục vào và tra bảng 15-17 trang 50 Tra theo đường kính bạc Đồ án Chi tiết máy Trang 89 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 20195444 Bảng 13: Kích thước vịng phớt d2 D a d1 30 31 29 43 45 46 44 64 b S0 4,3 9 6,5 12 d d KTCK07-K64 KTCK07-K64 d D2 a b S0 a Hình 18: Vịng phớt Chi tiết vòng chắn dầu: Chức năng: vòng chắn dầu quay với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu hộp, khơng cho dầu ngồi Thơng số kích thước vịng chắn dầu: b t a 60° Hình 19: Vịng chắn dầu a = ÷ (mm), t = ÷ (mm), b = ÷ (mm)(lấy gờ trục) Đồ án Chi tiết máy Trang 90 Đề số II.11 Lê Thị Mơ 201195545 KTCK07-K64 Trịnh Quang Hưng 20195444 KTCK07-K64 CHƯƠNG 6: BÔI TRƠN, LẮP GHÉP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP 6.1 BÔI TRƠN Bộ truyền bánh có vận tốc vịng 𝑣 = 0,72 < 12(𝑚/𝑠) nên ta chọn bôi trơn cách ngâm dầu bánh bị động hộp giảm tốc 𝑑a2 = 235,73 = 29,5 (mm) lấy 30 (mm) Do đáy hộp giảm tốc cách đỉnh bị động khoảng: 30 (mm) Vậy chiều cao lớp dầu là: 60 (mm) 6.1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc Dầu bôi trơn hộp giảm tốc:vận tốc vòng bánh 𝑣 = 0,72(m/s) 𝛿𝑏 ≈ 470 ÷ 1000𝑀𝑃𝑎 thép C45 Tra bảng 𝐵 Tra bảng 𝐵 18.11 100 18.13 101 [2] Độ nhớt dầu 50oC 160(20) 16(3) [2] chọn loại dầu tơ máy kéo AK-15 có độ nhớt 20 Centistoc 6.1.2 Bôi trơn ổ lăn Do v= 0,72 m/s < m/s => bôi trơn ổ lăn mỡ Tra bảng phương pháp bôi trơi LGMT2 𝟏𝟓.𝟏𝟓𝒂 𝟒𝟓 [𝟐] chọn LGMT2 : thích hợp cho loại ổ cỡ nhỏ trung bình , điều kiện làm việc cao , LMGT2 có tính chống nước tốt chống gỉ cao Đồ án Chi tiết máy Trang 91 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Đặc tính/ 201195545 20195444 Bảng 14: Bôi trơn ổ lăn Chất làm Dầu sở Nhiệt độ Độ nhớt động phương đặc sở(mm2/s nghiệm 400) Lithium Độ đậm đặc dầu pháp thử LGMT2 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Dầu mỏ -30÷120 91 soap 6.2 BẢNG KÊ KIỂU LẮP, SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP + Dung sai lắp ghép bánh răng: Yêu cầu làm việc êm không yêu cầu tháo nắp thường xuyên, tháo không thuận tiện gây hư hại chi tiết lắp ghép nên ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 + Dung sai lắp bạc lót trục Chọn kiểu lắp trung gian D8/k6 để thuận tiện cho trình tháo lắp + Dung sai lắp ghép ổ lăn Chế độ làm việc nhẹ tuổi thọ tính tốn lớn 10 000 Để vịng ổ khơng trơn trượt bề mặt trục lỗ làm việc, chịu tải tuần hồn ta cần chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay Đối với vịng không quay, ổ lăn chịu tải cục ta sử dụng kiểu lắp có độ dơi hở Chính lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, cịn lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 + Dung sai lắp ghép nắp ổ lăn Chọn kiểu lắp H7/d8 để thuận tiện cho trình tháo lắp + Dung sai lắp vòng chắn dầu Chọn kiểu lắp trung gian D10/k6 để thuận tiện cho trình tháo lắp Đồ án Chi tiết máy Trang 92 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng + Dung sai mối ghép then 201195545 20195444 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Tra bảng B20.5 B 20.6 trang 125[2] với tiết diện then trục ta chọn kiểu lắp ghép trung gian N9-Js9 Sai lệch giới hạn chiều rộng then Trục 1: bxh=10x8 chọn N9(es=0; ei=-0,036) Trục bxh=14x9 chọn N9(es=0; ei=-0,043) Bánh I: bxh=10x8 chọn Js9( Es=+0,018; EI=-0,018) Bánh 2: bxh=14x9 chọ Js9( ES=+0,021; EI=-0,021) Đồ án Chi tiết máy Trang 93 Đề số II.11 Lê Thị Mơ 201195545 KTCK07-K64 Trịnh Quang Hưng 20195444 KTCK07-K64 Bảng 15: Bảng kê kiểu lắp, sai lệch giới hạn, dung sai Trục Vị trí lắp Kiểu lắp ghép ES(mm) es(mm) EI(mm) I Ổ lăn-trục 𝜙35𝑘6 ei(mm) +0,018 +0,002 Ổ lăn-vỏ hộp 𝜙72𝐻7 +0,03 Nắp ổ trục- thân hộp Vòng chắn dầu-trục Bạc-trục Bánh đai-trục 𝜙72 𝜙36 𝜙30 𝐻7 𝑑8 𝐷8 𝑘6 𝐷8 𝑘6 +0,03 -0,1 -0,146 +0,119 +0,018 +0,08 +0,002 +0,119 +0,018 +0,08 +0,002 𝜙30𝑘6 +0,018 +0,002 Bánh răng-trục II Ổ lăn-trục 𝜙36 𝐻7 𝑘6 +0,025 +0,018 +0,002 𝜙45𝑘6 +0,018 +0.002 Ổ lăn-vỏ hộp 𝜙85𝐻7 +0,035 Nắp ổ trục- thân hộp 𝜙85 𝐻7 𝑑8 +0,035 Đồ án Chi tiết máy Trang 94 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Vòng chắn dầu-trục Khớp nối đàn hồi Bạc- trục 201195545 20195444 𝐷8 𝜙45 𝑘6 𝜙45 𝐷8 𝑘6 +0,119 KTCK07-K64 KTCK07-K64 +0,018 +0,08 +0.002 +0,119 +0,018 +0,08 +0.002 𝜙45𝑘6 +0,018 +0.002 Bánh răng-trục Đồ án Chi tiết máy 𝜙50 𝐻7 𝑘6 Trang 95 +0,035 +0,018 +0.002 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 KTCK07-K64 20195444 KTCK07-K64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập NXB Giáo dục, 2004 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập NXB Giáo dục, 2004 [3] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy, tập NXB Giáo dục, 2001 [4] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy, tập NXB Giáo dục, 2001 [5] Ninh Đức Tốn Dung sai lắp ghép NXB Giáo dục, 2000 [6] Phạm Văn Nhuần, Nguyễn Đức Huệ, Nguyễn Văn Tuấn Vẽ kĩ thuật Cơ khí NXB Giáo dục, 1994 [7] thietkemay.edu.vn Đồ án Chi tiết máy Trang 96 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 KTCK07-K64 20195444 KTCK07-K64 LỜI KẾT Trong trình làm đồ án chi tiết máy “Thiết kế hệ dẫn động băng tải” chúng em ôn lại nhiều kiến thức cũ, thực hành bổ xung kiến thức môn học thời gian qua như: môn chi tiết máy, dung sai lắp ghép kĩ thuật đo, …Tuy nhiên trình làm đồ án trình độ khả cịn hạn chế nên chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót sai lầm, hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn TS.Nguyễn Trọng Du chúng em hoàn thiện đồ án Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Nguyễn Trọng Du hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án ! Sinh viên thực Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng Đồ án Chi tiết máy Trang 97 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 20195444 Đồ án Chi tiết máy Trang 98 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Đề số II.11 Lê Thị Mơ Trịnh Quang Hưng 201195545 20195444 Đồ án Chi tiết máy Trang 99 KTCK07-K64 KTCK07-K64 Đề số II.11