Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI TP.HCM - - Thuyết Minh h ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HỮU CHÍ SVTH: HỒNG MINH HẢI Lớp: CQ.K62.KTCĐT MSSV: 625104C046 Đề số: II - Phương án: TP.HCM - Tháng 12/2023 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ LỜI NĨI ĐẦU Trong sống bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trị định sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố lại kiến thức học môn: Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí… giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Cơng việc thiết kế hộp giảm tốc giúp hiểu kỹ có nhìn cụ thể cấu tạo chức chi tiết bánh răng, ổ lăn… Thêm vào q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ hình chiếu với cơng cụ AutoCad - điều cần thiết với kỹ sư khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Chí bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án h Với kiến thức hạn hẹp, thiếu xót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2023 SVTH: HOÀNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ NHẬN XÉT h MỤC LỤC PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ ĐẪN ĐỘNG CƠ KHÍ .7 SVTH: HOÀNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ Tính cơng suất cần thiết động Chọn tốc độ đồng động .8 Chọn động Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 10 Chọn vật liệu 10 Xác định ứng suất cho phép 10 Tính tốn cấp nhanh: truyền bánh trụ nghiêng Tính tốn cấp chậm: truyền bánh trụ thẳng 11 a Xác định sơ khoảng cách trục .11 b Xác định thông số ăn khớp 12 c Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc .12 e Kiểm nghiệm tải .16 f Bảng thông số 16 a Xác định sơ khoảng cách trục .17 b Xác định thông số ăn khớp 18 c Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc .18 e Kiểm nghiệm tải .21 f Bảng thông số 22 PHẦN III: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 24 Thiết kế trục 24 h 1.1 Chọn vật liệu 24 1.2 Tính sơ đường kính trục 24 1.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực .25 1.5 Xác định đường kính chiều dài đoạn trục .35 1.6 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi .38 1.7 Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh .41 Chọn then 41 Tính chọn ổ lăn 42 3.1 Chọn ổ lăn cho trục I 42 3.2 Chọn ổ lăn cho trục II 45 3.3 Chọn ổ lăn cho trục III 47 Tính chọn khớp nối .48 PHẦN IV: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁCH CHI TIẾT PHỤ 51 Thiết kế kích thước vỏ hộp: 51 1.1 Vỏ hộp 51 1.2 Xác định kích thước vỏ hộp 51 Thiết kế chi tiết phụ 52 2.1 Chốt định vị 52 2.2 Cửa thăm 53 2.3 Nút thông .53 SVTH: HOÀNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ 2.4 Nút tháo dầu 54 2.5 Que thăm dầu .54 2.6 Vòng chắn dầu .55 2.7 Bôi trơn 55 PHẦN V: TÍNH TỐN DUNG SAI KÍCH THƯỚC TRỤC 56 Dung sai kích thước: 56 Dung sai hình học: .57 TÀI LIỆU KHAM KHẢO 58 h SVTH: HOÀNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ h SVTH: HỒNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ ĐẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Tính cơng suất cần thiết động - Chế độ làm việc: Kngày = 0,67 = a ; Knăm = 0,6 = 365 24 + = 16,08 h: số làm việc thực tế ngày + a = 219 ngày: số ngày làm việc năm + Thời hạn phục vụ: năm Tổng thời gian làm việc: t Σ =16 , 08.219.5=17607 , 6(h) - Công suất cần thiết trục động là: Pct=Plv/η (*) Với: Pt công suất tính tốn trục máy cơng tác (KW) η hiệu suất truyền động Do tải trọng không đổi nên cơng suất tính tốn cơng suất làm việc trục máy công tác: Ptang =Plv= 425.10 1, =4,675 (kW ) 1000 h Ptang = F v 1000 Do tải trọng truyền thay đổi nên ta phải tính tải trọng tương đương: √ √ 2 Ptđ = P t 1+ P t 2+ P3 t ¿ √ t 1+t 2+t ( , Pt )2 t 1+ Pt t 2+ ( , Pt )2 t t 1+ t 2+t 2 ( , 5.4,675 ) 3+ 4,6752 ( ,7 16 , 08.3600−3 ) + ( , 4,675 ) , 16 , 08.3600 ¿ 3+ ( , 7.16 ,08.3600−3 ) +0.3 16 , 08.3600 ¿ 4,115 ( kW )(1) Hiệu suất truyền động: (Các trị số hiệu suất tra bảng 2.3 tr19) η = η2brk η4ol ηkn Với ηbrk = 0,96 hiệu suất cặp bánh trụ kín ηol = 0,99 hiệu suất cặp ổ lăn ηkn = hiệu suất khớp nối Vậy η = 0,962.0,994.1= 0,88 (2) Thay (1) (2) vào (*), ta được: Pct = P lv 4,675 = η , 88 = , 31(KW ) SVTH: HOÀNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ Chọn tốc độ đồng động nlv = 60000 v 60000.1, = =53,895(v / ph) π.D π 390 + ut tỷ số truyền hệ thống, ut = uh = 26 + uh = 26 tỷ số truyền truyền động bánh trụ hộp giảm tốc hai cấp (8 ÷ 40) => Vậy nsb = nlv.ut = 53,895.26= 1401,27 (vg/ph) Chọn động Căn vào bảng: “Các thông số kỹ thuật động 4A” phụ lục P1.3 trang 238 Sách ‘Tính tốn thiết kế HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ‘ ta chọn động 4A112M4Y3, ta có: + Pđc = 5,5 (Kw) => Pđc > Pct + nđb = 1425 (v/ph) ~ nsb = 1401,27 (v/ph) + cosφ = 0,85 + η= 0,855 + Tmax/Tdn = 2,2 h + Tk/Tdn = 2,0 Thoả điều kiện: T mm Tk =1 , 5≤ =2 , T T dn Phân phối tỷ số truyền - Tỷ số truyền hệ dẫn động là: ut = uc = nđc/nlv = 1425/53,895 = 26,44 - Đối với hộp giảm tốc đồng trục dùng cách phân uh cho cấp theo công thức: u1 = u2 = √ uh= √26=5 , - Trong đó: + u1 làtỉ số truyền cấp nhanh + u2 làtỉ số truyền cấp chậm - Kiểm tra sai số cho phép tỷ số truyền: ut =u1 u 2=5 ,1.5 , 1=26 , 01 ∆ u= 26 , 44−26 , 01 100 % ≈ 1,626 % ≤ % 26 , 44 Tính cơng suất, vịng quay momen trục - Công suất các trục: Ta có: SVTH: HOÀNG MINH HẢI ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ Ptang= Plv = 4,675 (kW) P III=Plv =4,675 (kW) P II = P I= P III 4,675 = ≈ 4,918 (kW) ηol ηbrk , 99.0 , 96 PII 4,918 = ≈ 5,174 (kW) ηol η brk , 99.0 , 96 Pđ c = PI 5,174 = =5,174 (kW) ηkn *Chú ý: Cơng suất động tính tốn Pđc = 5,174 (kW) phải nhỏ công suất lựa chọn Pđc = 5,5 (kW); n đc = 1425 (vòng/phút) - Số vòng quay của các trục: n1=nđ c =1425 (vòng/phút) n2 = n 1425 = ≈ 297,411 (vòng/phút) u1 , n3 = n 297,411 = ≈ 58 ,31 (vòng/phút) u2 5,1 nTang =n3=58 , 31 (vòng/phút) h - Momen các trục quay công tác: T I =T 1=9 ,55.1 T II =T =9 ,55.1 P1 5,174 =9 , 55.1 ≈ 34494 (N.mm) n1 1425 P2 4,918 =9 ,55.1 ≈ 157919 ,18 (N.mm) n2 297,411 T Tang=T III =T 3=9 , 55.1 P3 4,675 =9 ,55.1 ≈ 765670,55(N.mm) n3 58 , 31 Từ kết ta có bảng: Trục Động Cơng suất P (KW) Số vịng quay n (v/p) Động Cơ I II III 5,5 5,174 4,918 4,675 1425 1425 297,411 58,31 34494 157919 , 18 765670,55 Mô men xoắn T (Nmm) Tỷ số truyền u SVTH: HOÀNG MINH HẢI 5.1 5,1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG Chọn vật liệu Do khơng có u cầu đặc biệt theo quan điểm thống thiết kế ta chọn vật liệu hai cấp bánh nhau: - Bánh Nhỏ: thép C45, cải thiện, đạt độ cứng rắn HB = 245, σ b = 850 MPA, σ ch1 = 580 MPA - Bánh Lớn: thép C45, cải thiện, đạt độ cứng rắn HB = 230, σ b = 750 MPA, σ ch 2= 450 MPA Xác định ứng suất cho phép Theo bảng 6.2 (sách TTTKHDĐCK trang 94) với thép 45, cải thiện đạt độ rắn HB 180 350 ° ° σ Hlim= 2HB + 70; S H = 1,1; σ Flim= 1,8HB; S F= 1,75 Chọn độ rắn bánh nhỏ HB 1= 245; độ rắn bánh lớn HB = 230, h ° ° σ Hlim1=2 HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; σ Flim= 1,8.245 = 441 MPa ° ° σ Hlim2 =2 HB 2+ 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; σ Flim= 1,8.230 = 414 MPa Số chu kỳ sở tính độ bền tiếp xúc theo cơng thức 6.5 (sách TTTKHDĐCK trang 93) N Ho= 30 H 2HB, 4, : - Bánh nhỏ là : N Ho 1= 30.2452 , = 1,62.107 - Bánh lớn : N Ho = 30.2302 , 4= 1,39.107 Vì truyền làm việc có tải trọng thay đổi, số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương tính theo cơng thức 6.7 (sách TTTKHDĐCK trang 93) : N HE=60 c ∑ (T i /T max ) ni t i N HE 2=60 c n1 /u1 ∑ t i ∑ (T i /T max ) t i /∑ t i Với: * c = 1: số lần ăn khớp lần quay * Ti: moment xoắn chế độ i * ni: số vòng quay bánh dẫn * ti = 16,08.219.5 = 17607,6 (h): tổng thời gian làm việc Do thời gian khỏi động máy có 3s nhỏ so với thời gian làm việc, nên ta tạm thời bỏ qua: 14 25 17607,6 (13.0 , +0 , 53.0,3)= 21,769.107 > N Ho ,1 Do đó: K HL2 = suy N HE 1> N Ho K HL1= N HE 2= 60.1 SVTH: HOÀNG MINH HẢI 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ - Ổ làm việc với to < 100o C nên kt = 1, kd = 1,3 (tải trọng va đập nhẹ, tải ngắn hạn tra bảng 11.3/trang 215) Ta tính tải trọng quy ước: QB = (X1.V.FrB + Y1.FaB).kt.kd = (1.1.1387,746 + 430,201 )1.1,3 = 1804,07 (N) QD = (X2.V.FrD + Y2.FaD).kt.kd = (0,45.1.783,252 + 1,592 837,133).1.1,3 = 2190,733 (N) Như cần tính cho ổ D chịu tải trọng lớn - Theo công thức (11.12) [I] tải trọng tương đương: Q E=Q ED= √ m √( Σ Qmi Li m Q 01 =Q D Σ Li Q01 ¿ 2190,733 Với m = (ổ bi) √( ) ) m ( ) Lh Q02 + Lh Q01 m Lh Lh () 3 ,7+ ,3=1979,293 (N) - Tuổi thọ tính triệu vịng quay L= 60 n Lh 10 = 60.1455 17607 , =1537,143(triệu vòng) 10 Khả tải động ổ: C d=Q E √ L=1979,293 √ 1537,143=22842,739(N ) m h ¿ 22,842 (kN) e A V F rA 1.2569,667 Tra bảng 11.4 [I] → X1 = 0,4 Y1 = 0,4.cotg = 0,4.cotg10, = 2,091 F aC 2346,407 = =0,238< eC V F rC 1.9850,161 Tra bảng 11.4 [I] → X2 = Y2 = - Ổ làm việc với to < 100o C nên kt = 1, kd = 1,3 (tải trọng va đập nhẹ, tải ngắn hạn) Ta tính tải trọng quy ước: SVTH: HỒNG MINH HẢI 45 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: TS NGUYỄN HỮU CHÍ QA = (X1.V.FrA + Y1.FaA).kt.kd = (0,4.1.2569,667 + 2,091.2753,339).1,3 = 8820,628 (N) QC = (X2.V.FrC + Y2.FaC).kt.kd = (1.1.9850,161+ 0.2346,407).1,3 = 12805,209 (N) Như cần tính cho ổ C chịu tải trọng lớn - Theo (11.12) [I] tải trọng tương đương: √ √( ) ( ) m Σ Qmi Li Lh1 Q02 m Q 01 Q E=Q EC = =QC + Σ Li Q01 L h Q01 m ¿ 12850,209 Với m = 10/3 (ổ đũa) √( ) 10 1 10 ,7+ () 10 m Lh Lh , 3=11691,356 (N) - Tuổi thọ tính triệu vịng quay: L= 60 n Lh 10 = 60 285,294 17607 , =301,401(triệu vòng) 10 Khả tải động ổ: m C d=Q E √ L=11691,356 10 √ 301,401=64804,967 ( N ) ¿ 64,804 ¿ h Vậy ổ đảm bảo khả tải động Tính ổ theo khả tải tĩnh: Khả tải tĩnh ổ: Theo bảng 11.6 với ổ đũa côn tra được: Xo = 0,5; Yo = 0,22.cotg = 0,22.cotg10,83 = 1,15 Qt =X o FrC +Y o F aC =0 , 5.98 50,161+1 , 15 23 46,407 ¿ 7623,449(N )< F rC Nên Qt =F rC =9850,161(N )=9,850 ( kN )
Ngày đăng: 20/11/2023, 06:20
Xem thêm:
