HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 12022020 I TÍNH ĐỘNG HỌC 4 1 Chọn động cơ điện 4 1.1 Công suất làm việc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4 Số vòng quay trên trục công tác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ bộ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.6 Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.7 Chọn động cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Phân phối tỷ số truyền 6 3 Tính các thông số trên trục 6 3.1 Công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.2 Số vòng quay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.3 Momen xoắn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.4 Bảng thông số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 9 1 Chọn loại đai và tiết diện đai 9 2 Chọn đường kính hai bánh đai d1 và d2 9 3 Xác định khoảng cách trục a 10 4 Tính số đai Z 11 5 Tổng hợp các thông số của bộ truyền đai thang 11 III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 12 1 Chọn loại xích 12 1 2 Chọn số răng đĩa xích 13 3 Xác định bước xích 13 4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 14 5 Kiểm nghiệm xích về độ bền 14 6 Xác định thông số của đĩa xích 15 7 Xác định lực tác dụng lên trục 16 8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích 17 IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 18 1 Chọn vật liệu bánh răng 18 2 Xác định ứng suất cho phép 19 3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 21 4 Xác định các thông số ăn khớp 21 4.1 Mô đun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.2 Xác định số răng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.3 Xác định lại khoảng cách trục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.5 Xác định góc ăn khớp αtw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5 Xác định ứng suất cho phép 22 6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 23 6.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7 Một số thông số khác của cặp bánh răng 26 8 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 26 V TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 27 1 Chọn vật liệu bánh răng 27 2 Xác định ứng suất cho phép 28 3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 30 4 Xác định các thông số ăn khớp 30 4.1 Mô đun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.2 Xác định số răng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4.3 Xác định góc nghiêng của răng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2 4.4 Xác định góc ăn khớp αtw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5 Xác định các thông số động học và ứng suất cho phép 31 6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 32 6.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7 Một số thông số khác của cặp bánh răng 35 8 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 35 VI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG 36 1 Chọn vật liệu bánh răng 36 2 Xác định ứng suất cho phép 37 3 Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài 39 4 Xác định các thông số ăn khớp 39 4.1 Mô đun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2 Xác định số răng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3 Xác định góc côn chia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.5 Xác định đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5 Xác định ứng suất cho phép 40 6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 41 6.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7 Thông số hình học của cặp bánh răng 44 8 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 45 3 TÍNH ĐỘNG HỌC Dữ liệu cho trước: Thiết kế băng tải Thiết kế xích tải Lực kéo băng tải F = ... N Lực kéo xích tải F = ... N Vận tốc băng tải v = ... ms Vận tốc xích tải v = ... ms Đường kính tang D = ... mm Số răng đĩa xích tải z = ... Bước xích tải p = ... mm Mục tiêu: • Xác định được công suất và số vòng quay cần thiết của động cơ, từ đó chọn lựa được loại động cơ phù hợp • Xác định được tỉ số truyền của bộ truyền trong (bánh răng) và bộ truyền ngoài (đai hoặc xích) • Xác định được công suất, mômen xoắn của các bộ truyền Phương pháp: • Từ dữ liệu của băng tải (xích tải), xác định được công suất và số vòng quay làm việc. • Kết hợp với hiệu suất của các bộ phận trong hệ dẫn động, xác định được công suất cần thiết của động cơ • Tỉ số truyền của bộ truyền trong và ngoài chưa biết, tuy nhiên có thể chọn sơ bộ tỉ số truyền trong các khoảng hợp lý (xem tài liệu tham khảo). Lưu ý, để đảm bảo kích thước của bộ truyền ngoài không quá lớn với bộ truyền trong thì tỉ số truyền của bộ truyền trong phải lớn hơn tỉ số truyền của bộ truyền ngoài. • Sau khi chọn sơ bộ các tỉ số truyền, xác định tỉ số truy
HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 12/02/2020 I TÍNH ĐỘNG HỌC Chọn động điện 1.1 Công suất làm việc 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động 1.3 Công suất cần thiết trục động 1.4 Số vịng quay trục cơng tác 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ 1.6 Số vòng quay sơ trục động 1.7 Chọn động 4 5 5 Phân phối tỷ số truyền Tính thơng số trục 3.1 Cơng suất 3.2 Số vòng quay 3.3 Momen xoắn 3.4 Bảng thông số 6 7 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Chọn loại đai tiết diện đai Chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 Xác định khoảng cách trục a 10 Tính số đai Z 11 Tổng hợp thơng số truyền đai thang 11 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 12 III Chọn loại xích 12 Chọn số đĩa xích 13 Xác định bước xích 13 Xác định khoảng cách trục số mắt xích 14 Kiểm nghiệm xích độ bền 14 Xác định thông số đĩa xích 15 Xác định lực tác dụng lên trục 16 Tổng hợp thông số truyền xích 17 IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 18 Chọn vật liệu bánh 18 Xác định ứng suất cho phép 19 Xác định sơ khoảng cách trục 21 Xác định thông số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định lại khoảng cách trục 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh 4.5 Xác định góc ăn khớp αtw 21 21 21 22 22 22 Xác định ứng suất cho phép 22 Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 23 23 25 Một số thông số khác cặp bánh 26 Tổng kết thông số truyền bánh 26 V TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 27 Chọn vật liệu bánh 27 Xác định ứng suất cho phép 28 Xác định sơ khoảng cách trục 30 Xác định thông số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định góc nghiêng 30 30 30 31 4.4 Xác định góc ăn khớp αtw 31 Xác định thông số động học ứng suất cho phép 31 Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 32 32 34 Một số thông số khác cặp bánh 35 Tổng kết thông số truyền bánh 35 VI TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG 36 Chọn vật liệu bánh 36 Xác định ứng suất cho phép 37 Xác định sơ chiều dài ngồi 39 Xác định thơng số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định góc chia 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh 4.5 Xác định đường kính trung bình chiều dài ngồi 39 39 40 40 40 40 Xác định ứng suất cho phép 40 Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 41 41 43 Thơng số hình học cặp bánh 44 Tổng kết thông số truyền bánh 45 TÍNH ĐỘNG HỌC Dữ liệu cho trước: Thiết kế băng tải Lực kéo băng tải F = N Vận tốc băng tải v = m/s Đường kính tang D = mm Thiết kế xích tải Lực kéo xích tải F = N Vận tốc xích tải v = m/s Số đĩa xích tải z = Bước xích tải p = mm Mục tiêu: • Xác định cơng suất số vòng quay cần thiết động cơ, từ chọn lựa loại động phù hợp • Xác định tỉ số truyền truyền (bánh răng) truyền ngồi (đai xích) • Xác định công suất, mômen xoắn truyền Phương pháp: • Từ liệu băng tải (xích tải), xác định cơng suất số vịng quay làm việc • Kết hợp với hiệu suất phận hệ dẫn động, xác định cơng suất cần thiết động • Tỉ số truyền truyền chưa biết, nhiên chọn sơ tỉ số truyền khoảng hợp lý (xem tài liệu tham khảo) Lưu ý, để đảm bảo kích thước truyền ngồi khơng q lớn với truyền tỉ số truyền truyền phải lớn tỉ số truyền truyền ngồi • Sau chọn sơ tỉ số truyền, xác định tỉ số truyền chung (sơ bộ) hệ dẫn động xác định số vòng quay cần thiết động • Dựa vào cơng suất cần thiết số vịng quay động cơ, chọn động thoả mãn hai điều kiện sau Công suất động chọn phải lớn công suất cần thiết (nhưng không chênh lệch q nhiều, gây lãng phí) Số vịng quay động gần với số vòng quay cần thiết (nếu khơng chọn phải thay đổi tỉ số truyền sơ xác định lại số vòng quay cần thiết động cơ) • Sau chọn động cơ, xác định xác tỉ số truyền hệ dẫn động Từ xác định xác tỉ số truyền truyền ngồi • Từ tỉ số truyền xác định trên, kết hợp với cơng suất băng tải (xích tải), xác định công suất mô men xoắn truyền (mô men xoắn trục) Chọn động điện 1.1 Công suất làm việc Plv = Chú ý: với đề Plv = F ×v = (kW) 1000 2×F ×v = (kW) 1000 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động Trong thực thế, băng (xích) tải thiết kế chế tạo trước Sau thử nghiệm, tính tốn để xác định xác lực vận tốc phù hợp với nhu cầu Với đồ án này, nhiệm vụ sinh viên chọn động thiết kế phận giảm tốc, tính tốn bạn không cần kể đến phận băng (xích) tải Hiệu suất hệ dẫn động (giảm tốc) cụ thể sau: η = ηbr ηôl2 ηđ(x) ηkn Tra bảng (2.3)[1](trang 19): • Hiệu suất truyền đai (xích) ηđ(x) = • Hiệu suất truyền bánh ηbr • Hiệu suất cặp ổ lăn ηơl = • Hiệu suất khớp nối ηkn = Do vậy: η = ηbr ηôl2 ηđ(x) ηkn = 1.3 Công suất cần thiết trục động Pyc = Plv = (kW) η 1.4 Số vòng quay trục công tác Với hệ dẫn động băng tải nlv = 60000 × v = (v/ph) π×D nlv = 60000 × v = (v/ph) z×p Với hệ dẫn động xích tải 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ Chọn sơ bộ: • Tỷ số truyền truyền xích ux = • Tỷ số truyền truyền đai uđ lấy theo dãy 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 • Tỷ số truyền truyền bánh trụ ubr = • Tỷ số truyền truyền bánh côn ubr = 3,5 Tỷ số truyền sơ usb = uđ(x) × ubr = · · · × · · · = 1.6 Số vòng quay sơ trục động nsb = nlv × usb = · · · × · · · = (v/ph) 1.7 Chọn động Tra bảng phục lục tài liệu [1], chọn động thỏa mãn yêu cầu: nđc ≈ nsb = (v/ph) Pđc ≥ Pyc = (kW) Chú ý: Ưu tiên động có công suất gần với Pyc Thông số động chọn: • Ký hiệu động cơ: • Cơng suất động P = (kW) • Vận tốc quay n = (vịng/phút) • Đường kính động d = (mm) Phân phối tỷ số truyền Ở phần trên, tỷ số truyền hệ dẫn động tính sơ Sau chọn động cơ, cần phải tính phân phối tỷ số truyền Các bước sau: Tỷ số truyền chung hệ dẫn động uch = nđc = nlv Có thể chọn tỷ số truyền truyền đai (xích) trước sau từ uch tính tỷ số truyền truyền bánh (ubr = uch /uđ(x) ) ngược lại chọn tỷ số truyền truyền bánh trước Chú ý: tỷ số truyền đai, xích, bánh phải phù hợp với giá trị khoảng cho phép Cụ thể: • Tỷ số truyền truyền xích ux = • Tỷ số truyền truyền đai uđ lấy theo dãy 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 • Tỷ số truyền truyền bánh trụ ubr = • Tỷ số truyền truyền bánh côn ubr = 3,5 Tính thơng số trục 3.1 Công suất Công suất trục tính từ trục cơng tác (trục làm việc) Cơng suất trục công tác Pct = Plv = (kW) Công suất trục (trục hộp giảm tốc) P2 = Pct = (kW) ηx (đề 1, 3) P2 = Pct = (kW) ηkn (đề 2, 4) Công suất trục (trục vào hộp giảm tốc) P1 = P2 = (kW) ηôl ηbr Công suất thực tế trục động Pđc = P1 = (kW) ηôl ηkn (đề 1, 3) Pđc = P1 = (kW) ηôl ηd (đề 2, 4) 3.2 Số vòng quay Số vòng quay trục tính từ trục động cơ, theo số vòng quay động chọn Số vòng quay trục động nđc = Số vòng quay trục n1 = nđc = (v/ph) (đề 1, 3) nđc n1 = = (v/ph) (đề 2, 4) uđ Số vòng quay trục n2 = n1 = (v/ph) ubr Số vịng quay trục cơng tác n2 = (v/ph) ux (đề 1, 3) nct = n2 = (v/ph) (đề 2, 4) nct = 3.3 Momen xoắn Momen xoắn trục tính theo cơng thức Ti = 9,55 × 106 × Pi ni Pi ni cơng suất số vòng quay trục i Momen xoắn trục động Tđc = 9,55 × 106 × Pđc = (Nmm) nđc T1 = 9,55 × 106 × P1 = (Nmm) n1 T2 = 9,55 × 106 × P2 = (Nmm) n2 Momen xoắn trục Momen xoắn trục Momen xoắn trục công tác Tct = 9,55 × 106 × Pct = (Nmm) nct 3.4 Bảng thông số Sau xác định thông số trục, kết tổng hợp bảng thông số Tỷ số truyền Công suất P (kW) Số vòng quay n (v/ph) Momen xoắn T (Nmm) Động ukn (hoặc uđ) Pđc nđc Tđc Trục Trục ubr P1 n1 T1 P2 n2 T2 Trục công tác ux (hoặc ukn) Pct nct Tct Chú ý: Công suất động công suất thực tế tính trên, khơng phải cơng suất danh nghĩa Để đảm bảo kích thước hộp giảm tốc khơng q nhỏ (dẫn đến khó chọn lựa chi tiết), đề nghị sinh viên tính khoảng cách a sau: √ T1 a = 1,23 × (ubr + 1) ubr • Nếu 120 ≤ a : đạt yêu cầu • Nếu a < 120 cần phải tính tốn lại từ mục Phân phối tỷ số truyền, cụ thể phải tăng ubr TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Thơng số yêu cầu: • P1 = (kW) • n1 = (v/ph) • u = • Hệ số tải trọng động kđ Mục tiêu: • Xác định thông số đai thang thoả mãn yêu cầu tải (thơng số u cầu) • Bộ truyền đai thang phải có kích thước hợp lý (ví dụ khoảng cách trục không lớn, số lượng đai không nhiều) Phương pháp: • Thiết kế truyền đai dựa tiêu khả kéo tuổi thọ • Đai chi tiết có sẵn, thiết kế đai trình chọn đai để thoả mãn tiêu Chọn loại đai tiết diện đai Chọn loại đai thang: (hay sử dụng đai thường đai hẹp) Tra đồ thị 4.1[1](trang 59) với thông số P = (kW) n1 = (v/ph), chọn tiết diện đai : Chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 Tra bảng 4.13[1](trang 59) giới hạn đường kính bánh đai nhỏ Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho bảng 4.21[1] (trang 63) phần thich Kiểm tra vận tốc đai π × d1 × n1 = = · · · < vmax 60000 = 25 (m/s) với đai thang thường vmax = 40 (m/s) với đai thang hẹp v= vmax Nếu không thỏa mãn giảm d1 tính lại Xác định d2 theo cơng thức d2 = u × d1 × (1 − ϵ) Chọn hệ số trượt ϵ = 0.02, d2 = u × d1 × (1 − 0.02) = Theo bảng 4.21[1] (trang 63) phần thích chọn d2 (mm) Chú ý: chọn d2 gần với giá trị vừa tính Tỷ số truyền thực tế ut = Sai lệch tỷ số truyền d2 = = d1 (1 − ϵ)