Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí, đặc biệt là đối với kỹ sư nghành chế tạo máy. Đồ án môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hóa lại các kiến thức của các môn học như: Cơ sở thiết kế máy, Sức bền vật liệu, Kỹ thuật đo, Nguyên lý máy, Vẽ kỹ thuật,... Đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án các môn học khác sau này. Nhiệm vụ được giao là thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng phân đôi cấp nhanh. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai dẹt.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ֎֎֎֎֎ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Giáo viên hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN VĂN YẾN Sinh viên thực hiện: LÊ SỸ HỒNG QUÂN Lớp: 19C1C Đà Nẵng, tháng 5/2022 LỜI NĨI ĐẦU Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí nội dung khơng thể thiếu chương trình đào tạo kỹ sư khí, đặc biệt kỹ sư nghành chế tạo máy Đồ án môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy mơn học giúp cho sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức mơn học như: Cơ sở thiết kế máy, Sức bền vật liệu, Kỹ thuật đo, Nguyên lý máy, Vẽ kỹ thuật, Đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án môn học khác sau Nhiệm vụ giao thiết kế hộp giảm tốc cấp bánh trụ nghiêng phân đôi cấp nhanh Hệ dẫn động động điện thông qua truyền đai dẹt Nội dung đồ án chia làm phần sau: PHẦN I - CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN PHẦN II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN PHẦN III : THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP PHẦN IV : TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC PHẦN V : TÍNH TỐN CHỌN THEN PHẦN VI : TÍNH TỐN CHỌN Ổ PHẦN VII : TÍNH TỐN CHỌN KHỚP NỐI Phần VII – THIẾT KẾ CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIÊT MÁY KHÁC Do lần làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp có nhiều vấn đề chưa nắm vững dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn có liên quan song làm em khơng thể tránh sai sót Em mong hướng dẫn bảo thêm thầy môn để em cố hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức học hỏi Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Nguyễn Văn Yến trực tiếp hướng dẫn, bảo cho em hoàn thành nhiệm vụ giao Một lần em xin chân thành cảm ơn! Mục lục PHẦN I - CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN A Tính toán chọn động điện Công suất cần thiết trục động Xác định số vòng quay sơ động B Phân phối tỷ số truyền C Tính tốn thơng số hình học Tính cơng suất trục .5 Tính số vịng trục Tính momen xoắn trục PHẦN II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN Chọn loại vật liệu đai cao su Đường kính đai nhỏ tính theo cơng thức Savorin Tính vận tốc v .7 Chọn hệ số trượt tương đối ζ = 0,01÷0,02 Đường kính d 2=d 11−ζuu Chọn khoảng cách trục a theo điều kiện Tính chiều dài L dây đai 7 Kiểm tra lại số vòng chạy i đai giây Góc ơm đai α cơng thức .8 Chọn chiều dài đai δ =6 mm (đai cao su có miếng đệm) thỏa mãn điều kiện d δ ≫ 25 10 Tính hệ số Ci 11 Theo bảng (4.5) chọn chiều dài rộng bánh đai B=63 (mm) 12 Lực căng đai ban đầu theo điều kiện 13 Từ điều kiện để không xảy trượt trơn .9 14 Lực vịng có ích 15 Ứng suất lớn dây đai 16 Tuổi thọ đai xác định PHẦN III : THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP Chọn vật liệu cặp bánh trụ nghiêng cặp bánh chữ V a Bánh trụ nghiêng b Cặp bánh chữ V 10 Tính tốn truyền bánh trụ nghiêng cấp chậm 10 a Số chu kì làm việc sở 10 b Số chu kì làm việc tương đương .10 c Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh xác định sau : 11 d Ứng suất tiếp xúc cho phép .11 e Ứng suất uốn cho phép .11 f Theo bảng 6.15 bánh nằm đối xứng ổ trục nên .11 g Khoảng cách trục truyền bánh xác định theo công thức 12 h Modun m=0,01 ÷ 0,02 aw=2÷ mm .12 i Từ điều kiện 15 ° ≥ β ≥ ° 12 j Tỷ số truyền sau chọn số u=z z 1=10427=3,85 13 k Các thơng số hình học chủ yếu truyền bánh 13 l m Vận tốc vòng bánh 13 Theo bảng 6.3 ta chọn cấp xác với vgh=6 m/ s 13 n Hê số tải trọng động theo bảng 6.5, ta chọn 13 o Tính tốn kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc 13 p Hệ số dạng YF .13 q Ứng suất uốn tính tốn 14 r Lực tác dụng lên trục 14 Tính tốn truyền bánh chữ V cấp nhanh 14 a Số chu kì làm việc sở 14 b Số chu kì làm việc tương đương .15 c Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh xác định sau : 15 d Ứng suất tiếp xúc cho phép .15 e Ứng suất uốn cho phép .15 f Theo bảng 6.15 bánh nằm đối xứng ổ trục nên .16 g Khoảng cách trục truyền bánh xác định theo công thức 16 h Modun m=0,01 ÷ 0,02 aw=1,8 ÷ 3,6 mm 16 i Từ điều kiện 45 ° ≥ β ≥ 25° 16 j Tỷ số truyền sau chọn số u=z z 1=10020=5 .17 k Các thơng số hình học chủ yếu truyền bánh 17 l m Vận tốc vòng bánh 17 Theo bảng 6.3 ta chọn cấp xác với vgh=6 m/ s 17 n Hê số tải trọng động theo bảng 6.5, ta chọn 17 o Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc 18 p Hệ số dạng YF .18 q Ứng suất uốn tính tốn 18 r Lực tác dụng lên trục 18 Kiểm tra điều kiện bôi trơn 19 a Bánh chữ V .19 b Bánh trụ nghiêng .19 Cơ cấu tỷ số truyền 20 PHẦN IV : TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 20 Tính tốn khoảng cách trục 20 a Chọn vật liệu .20 b Xác định sơ đường kính trục 20 c Định khoảng cách gối đỡ điểm đạt tải 21 Thiết kế trục I .22 a Đường kính sơ 24 b Tính xác trục I 26 Thiết kế trục II 27 a Đường kính sơ 29 b Tính xác trục II 30 Thiết kế trục III 32 a Đường kính sơ 34 b Tính xác trục III 35 PHẦN V : TÍNH TỐN CHỌN THEN 37 Tính tốn điều kiện chọn then 37 Tính then trục I 37 Tính then trục II 38 Tính then trục III .39 PHẦN VI : TÍNH TỐN CHỌN Ổ 40 Chọn ổ lăn trục 40 Chọn ổ lăn trục 41 Chọn ổ lăn trục 42 PHẦN VII : TÍNH TỐN CHỌN KHỚP NỐI 43 Phần VII – THIẾT KẾ CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIÊT MÁY KHÁC 44 Vỏ Hộp 44 Các Chi Tiết Máy Khác .45 a Bánh Răng .45 b Bulơng Vịng 46 c Nắp Ổ 47 d Chốt Định Vị 48 e Que Thăm Dầu 48 f Cửa Thăm 49 g Núm Thông Hơi .49 h Nút Tháo Dầu 50 i Bạc chắn dầu 51 PHẦN I - CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN A Tính tốn chọn động điện Công suất cần thiết trục động Pct= Ptg Ptg = Ƞ ƞd ƞ brn ƞ3ol ƞk = 4,4 =5,098(kW ) 0,96 0,973 0,9953 Trong ƞd =0,96 : hiệu suất truyền đai ƞbrn =0,98 : hiệu suất truyền bánh rang trụ nghiêng ƞol =0,995 : hiệu suất ổ lăn ƞk =1 : hiệu suất khớp nối Xác định số vòng quay sơ động n sơ bộ=ntg ung uhộp Trong Chọn ung=3 tỉ số truyền truyền đai Chọn uhộp =15 tỉ số truyền động bánh trụ hộp giảm tốc cấp Vậy n sơ bộ=ntg ung uhộp =50.3 15=2250 *Điều kiện để chọn động Pđc ≥ PCT , n đc ≈ nsơ Dựa vào bảng 28 trang 322 sách “Thiết kế chi tiết máy” ta chọn loại động điện A02-42-2 P=5,5 kW B Phân phối tỷ số truyền n đc=2910 v / ph n đc Tỷ số truyền chung u= n = tg 2910 =58,2 50 Ta có u=uđ un h uc h Trong uđ : tỉ số truyền đai un h : tỉ số truyền bánh nón trụ nghiêng cấp nhanh uc h : tỉ số truyền truyền bánh trụ nghiêng cấp chậm Chọn trước tỉ số truyền đai uđ =3 unh u ch= 58,2 =19,4=uh Ta có tỉ số truyền cấp chậm unh=(1,2 ÷1,3) uch uch 1,3 uch =19,4 uch = √ 19,4 =3,863 1,3 19,4 =5,022 unh= 3,863 C Tính tốn thơng số hình học Tính cơng suất trục Ta có : + Cơng suất trục công tác : Ptg =4,4 kW Ptg 4,4 = =4,422(kW ) 0,995.1 ol nk P III 4,422 trục II : P II = n n = 0,995.0,98 =4,534 (kW ) ol brn PII 4,534 I : P I = n n = 0,995.0,98 =4,65(kW ) ol brn + Công suất trục III : P III= n + Công suất + Công suất trục + Công suất trục động : Tính số vịng trục Ta có : Pđc =5,098 v + Số vòng quay trục động : n đc=2910 ( ph ) nđc + Số vòng quay trục I : n I = u = d nI + Số vòng quay trục II : n II= u 2910 v =970( ) ph = nh n II 193,15 v =50 ( ) 3,863 ph ch v ntg =nIII =50( ) ph + Số vòng quay trục III : n III = u + Số vòng quay trục tang : 970 v =193,15( ) 5,022 ph = Tính momen xoắn trục Ta có : P đc 5,098 +Trục động : T đc =9,55.10 n =9,55.10 2910 =16730,54983( Nmm) đc PI 4,65 =9,55.10 =45780,92784 ( Nmm) nI 970 PII 4,534 II :T II =9,55 10 n =9,55.10 193,15 =224621,5377( Nmm) II P III 4,422 III :T III =9,55 10 n =9,55 10 50 =844602( Nmm) III Ptg 4,4 tang :T tg=9,55.10 n =9,55.10 50 =840400(Nmm) tg +Trục I :T I =9,55.10 +Trục +Trục +Trục Đại lượng u n (v/ph) P (kW) T (Nmm) Trục động Trục I Trục II Trục III 2910 5,098 unh=5,022 970 4,65 193,15 4,534 50 4,422 50 4,4 16730,54983 45780,92784 224621,5377 844602 840400 uch =3,863 Trục tang ud =3