DO AN CHI TIET MAY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VIỆN CƠ KHÍ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn: ThS Sinh viên thực MSSV: : Lớp: CO Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2023 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỀ : Thiết kế hộp giảm tốc bánh nón-trụ cấp với liệu ban đầu sau: + Sơ đồ gia tải hình vẽ + Tùy chọn truyền đai truyền xích đầu vào đầu hộp giảm tốc + Các thông số ban đầu hệ: Công suất trục công tác Số vịng quay trục cơng tác (vg/ph) Số năm làm việc 16.4 22 Chế độ làm việc: Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1năm làm việc 300 ngày,1ca làm việc giờ) Các thông số khác sinh viên tự lựa chọn cho phù hợp + u cầu sai số vịng quay trục cơng tác  5% Sơ đồ gia tải Nhiệm vụ thiết kế: A Phần thuyết minh: Một thuyết minh tính tốn hệ truyền động B Phần vẽ: Một vẽ lắp hộp giảm tốc : Khổ Ao A1 Sinh viên thiết kế : ………………………………… Lớp : …………… Mã số sinh viên : ………………………………… Ngành : … … Ngày giao đề :……tháng …… năm …… Ngày nộp đồ án: …… tháng …… năm…… Ghi : Khi cần sửa đổi số liệu phải có ý kiến giáo viên hướng dẫn, tiến trình làm đồ án cần thực sau giao Sau tuần có lần kiểm tra tiến độ, lần kiểm tra sinh viên không kịp tiến độ không dự bảo vệ đồ án Tp Hồ Chí Minh, ngày ……… tháng ………… năm … Chủ nhiệm môn Giáo viên hướng dẫn PHẦN I: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ I) Chọn động phân phối tỉ số truyền: - Chọn sơ đồ: - Hộp giảm tốc bánh côn – trụ hai cấp nằm ngang Chọn động Công suất động phải lớn công suất cần thiết: Pđc ≥ Pct - Xác định hiệu suất hệ thống: + Hiệu suất truyền động: ƞ= ƞkn.ƞ2br ƞx.ƞol4 Trong : ƞkn = 0,99 : Hiệu suất khớp nối Ƞbr1 = 0,97 : Hiệu suất truyền bánh côn thẳng Ƞbr2 = 0,97 : Hiệu suất truyền bánh rang trụ thẳng Ƞx = 0,92 : Hiệu suất truyền xích Ƞol = 0,99 : Hiệu suất ổ lăn => ƞ = ƞkn.ƞ2br ƞx.ƞol4 = 0,99.0,972,0,92.0,994 = 0,823 - Công suất cần thiết động cơ: Pct = P lv 16,4 = 0,823 = 19,92 (KW) ƞ Chọn động điện, bảng thông số động điện - Động điện chọn phải có cơng suất Pdc số vòng quay đồng thỏa mãn điều kiện: + Pđc ≥ Pct = 19,92 (KW) + nđc ≈ nsb + Xác định số vòng quay sơ Chọn tỉ số truyền Tỉ số truyền chung hệ: uch = uhgt.ux Đối với truyền xích, tỉ số truyền ux chọn khoảng ÷ Đối với hộp giảm tốc côn trụ cấp, tỉ số truyền chọn khoảng 10÷25 Ta chọn sơ tỉ số truyền sau: uch = 11.3 = 33 Số vòng quay sơ động cơ: Nsb = nlv.uch = 22.33 = 726 Dựa vào số liệu ta chọn động điện với thông số : Kiểu động Công suất Vận tốc quay 4A200M6Y3 22,0 975 Cos φ 0,9 Ƞ% 90 Phân phối tỉ số truyền: n 975 đc Tỉ số truyền thực lúc là: uch = n = 22 =44,318 lv - Hộp giảm tốc Tỉ số truyền chọn sơ uhgt = 10 - Bộ truyền xích Tỉ số truyền cịn lại: u x= u ch 44,318 = =4,43 u hgt 10 Tmax/Tdn Tk/Tdn 1,2 Chọn Kbe= 0,25; ψbd2 = 1,2; λ k =2,25 ψ bd [K01] = [K02], cK =1 [ K ¿¿ 02] , 25.1,2 (1−K ¿ ¿ be) K be [K ¿¿ 01]= =14,4 ¿ ¿ (1−0,25 ) 0,25 ¿ K cK3 14, 4.1 14, Hộp giảm tốc côn - trụ hai cấp, ta theo Hình 3.21 (Trang 45) với u hgt=10 tìm u1 = 3,3, tỉ số truyền cặp bánh trụ cấp chậm u2= uhgt/u1 =10/3,3 = 3,03 Tính tốn thơng số động học: 3.1 Tính tốn cơng suất trục Công suất làm việc: Plv = 16,4 kW; nlv = 22 v/ph plv 16,4 p3 18,006 Công suất trục là: P3 = Ƞ Ƞ = 0,92.0,99 = 18,006 (kW) x ol Công suất trục là: P2 = Ƞ Ƞ = 0,99.0,97 = 18,750 (kW) ol br P2 18,750 Công suất trục là: P1 = Ƞ Ƞ = 0,99.0,97 = 19,525 (kW) ol br P1 19,525 Công suất trục công tác: Pct = Ƞ Ƞ = 0,99.0,99 = 19,921 (kW) ol kn 3.2 Tính toàn tốc độ quay trục nđc = 975 (v/ph) n1=nđc= 975 (v/phút) n2 = n 975 = = 296(v/phút) u1 3,3 n3 = n 296 = = 98 (v/phút) u 3,03 nlv = n3 98 = = 22 (v/phút) u x 4,43 3.3 Tính tốn Momen xoắn trục + Momen xoắn trục trục: T = P 9,55 106 n P ct 9,55 10 19,921.9,55 106 Trục động cơ: Tđc = = (Nmm) n đc 975 P 9,55 10 19,525.9,55 106 Trục 1: T1 = = = 191244,87 (Nmm) n1 975 P 9,55 106 18,750.9,55 106 Trục 2: T2 = = = 604940,88 (Nmm) n2 296 P 9,55 106 18,006.9,55 106 Trục 3: T3 = = = 1754666,33 (Nmm) n3 98 Tlv = P lv 9,55 106 16,4.9,55 106 = = 7119090,90 (Nmm) nlv 22 Từ số liệu ta bảng 1, Bảng 1: Bảng đặc tính kỹ thuật Trục Tỷ số truyền u Công suất P (kW) Số vòng quay n(v/ ph) Momen xoắn T Trục động Trục Uk = 19,921 975 195123,64 Trục Trục Trục công tác U1 = 3,3 U2 = 3,03 Ux = 4,43 X 18,750 18,006 16,4 975 296 98 22 191244,87 604940,88 1754666,33 (Nm) PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Điều kiện làm việc truyền xích ống lăn: + Cơng suất trục chủ động: P = 18,006 (kW) + Số vòng quay trục chủ động: n = 98 (v/p) + Tỷ số truyền truyền xích: ux= 4,43 47 + Mơmen xoắn trục dẫn: T= 1754666,33 (N.mm) 2.1 Chọn số đĩa xích - Số đĩa xích dẫn: z1 = 23 (theo bảng 5.4/tr80) - Số đĩa xích bị dẫn: z2 = ux.z1 = 4,43.23 = 101,89 - Chọn z2 = 102 - Tỉ số truyền thực tế: ut = z2/ z1= 4,43 - Sai lệch tỉ số truyền: Δ=0,11 % chọn dãy xích có bước xích p = 38,1 ¿ p=38,1(mm) Bảng 5.5 chọn [P]=19,3 (kW) ⇒ ¿ d c =11,12 (mm) ¿ B=35,46( mm) { + Kiểm tra vòng quay tới hạn theo (B 5.8) : p = 38,1 mm, nt h=500( v / p) Ta có n< nt h thỏa mãn - Khoảng cách trục sơ bộ: a = (30÷50)p Chọn a = 40.p = 40.38,1 = 1524 (mm) - Số mắt xích: 2 a z 1+ z z 2−z P 2.1524 23+102 102−23 38,1 + + = + + =146,45 X= P 2π a 38,1 2π 1524 ( ) ( ) Chọn X= 148 mắt xích - Tính xác khoảng cách trục: [ z 1+ z a=0,25 P X− + √( z1 + z 2 z 2−z X− −2 π ) ( )] [ = 0,25.38,1 148− Để xích khơng chịu lực căng lớn, giảm bớt lượng 23+102 + √( 148− 23+102 102−23 −2 π ) ( a=(0,002 ÷ 0,004)a=(3,1÷6,2) mm Chọn a = 1550 (mm) - Số lần va đập giây: i= z n3 23.98 = =1,015< [ i ]=30 15 X 15.148 Kiểm nghiệm xích độ bền Ta có CT: s= Q ≥[ s] (k đ F t + F + F v ) Trong đó: Tra Bảng 5.2, ta được: Tải trọng phá hỏng Q = 254 (kN) Khối lượng 1m xích: q = 11 kg kđ=1,25 (Chế độ làm việc trung bình, tải trọng mở máy 150%) -Vận tốc trung bình đĩa xích: v= n1 z P 98.23 38,1 = =1,43 ( m/s ) 60000 60000 - Lực vòng: F t=1000 P 1000.18,006 = =12591,6 ( N ) v 1,43 - Lực căng trọng lượng nhánh bị động gây (xích ngang kf = 6) F0 = 9,81.kf.q.a = 9,81.6.11.1,55 = 1003,563 (N) - Lực căng lực li tâm sinh ra: Fv = q.v2 = 11.1,432 = 22,5 (N) - Hệ số an toàn cho phép: [s] = 8,5 (tra bảng B 5.10) Q 254000 => s= (k F + F + F ) = (1,25.12591,6+1003,563+22,5) =15,15> [ s ] =8,5 đ t v Vậy truyền bảo đảm điều kiện bền Xác định thông số đĩa xích lực tác dụng lên trục - Đường kính vịng chia cặp đĩa xích: p z1 38,1.23 = =278,94( mm) π π p z 38,1.102 d 2= = =1237.01(mm) π π { d1 = - Lực tác dụng lên trục: Fr = kxFt= 1,15 12591,6= 14480,34 (N) Trong đó: - kx : hệ số kể đến trọng lượng xích (Bộ truyền nằm ngang) - Ft : Lực vòng PHẦN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG A THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN THẲNG Điều kiện làm việc truyền bánh + Mômen xoắn trục dẫn: T1= 191244,87 (Nmm) + Số vòng quay trục dẫn: n1= 975 (v/p) + Công suất trục dẫn: P1= 19,525 (kW) + Tỷ số truyền: un = 3,3 + Thời gian phục vụ: L = năm (1 năm 300 ngày, ngày ca, ca 8h) →Lh = 5.300.8.2 = 24000 (giờ) Chọn vật liệu Bánh nhỏ: C45 cải thiện, độ cứng 250HB, σch1=580MPa Bánh lớn: C45 cải thiện, độ cứng 240HB, σch2=450MPa Xác định ứng suất cho phép 2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép: a Bánh nhỏ: [ σ H ]1= σ 0Hlim Z R Z V K xH K HL SH Trong đó: - Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ sở (Tra Bảng 6.2) σ 0Hlim =2 HB +70=2.250+70=570 ( MPa ) SH = 1,1 √ - Hệ số tuổi thọ: K HL= N HO N HE Với: NHO = 30HB2,4 = 30.2502,4 = 17.106 chu kỳ N HE=60 n Lh ∑ Ti ti T 0,8 T =60.975 24000 0,7+ 0,3 =1198 106 T max ∑ t i T T [( ) ] [( ) ( ) ] Vì NHE>NHO nên KHL=1 - Sơ chọn ZR = 1, ZV = 1, KxH = σ 0Hlim 570 => [ σ H ]1= S Z R Z V K xH K HL = 1,1 1.1 1=518,18( MPa) H σ 0Hlim Z R Z V K xH K HL b Bánh lớn:[ σ H ]2= SH Trong đó: - Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ sở (Tra bảng 6.2) σ 0Hlim =2 HB +70=2.240+70=550 ( MPa ) SH = 1,1 √ - Hệ số tuổi thọ: K HL= N HO N HE Với: NHO=30HB2,4=30.2402,4=15,5.106 chu kỳ N HE=60 n Lh ∑ T i ti T 0,8 T =60.296 24000 0,7+ 0,3 =363.106 T max ∑ t i T T [( ) ] [( ) ( ) ] Vì NHE > NHO nên KHL=1 - Sơ chọn ZR = 1, ZV = 1, KxH = σ 0Hlim 550 [ σ H ]2= S Z R Z V K xH K HL = 1,1 1.1 1=500 ( MPa ) H Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép bánh là: + Bánh nhỏ:[ σ H ]1=518,18(MPa) + Bánh lớn:[ σ H ]2=500(MPa) Ta có: [ σ H ]=min ( [ σ H ]1 , [ σ H ]2 )=500 ( MPa) 2.2 Ứng suất uốn cho phép a Bánh nhỏ: [ σ F ]1 = σ 0Flim Y R Y S K xF K FL SF Trong đó: - Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở (Tra bảng 6.2) σ 0Flim =1,8 HB=1,8.250=450 ( MPa ) SF = 1,75