HD DACTM pptx

Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Nhiệm vụ: Tính toán thiết kế hệ dẫn động theo các số liệu cho trước:  Sõ đồ hệ dẫn động Các bộ phận Hệ dẫn động tời kéo Hệ dẫn động xích tải Bộ phận dẫn động Động cơ Động cơ Bộ phận truyền động Bộ truyền đai kết hợp với HGT 2 cấp bánh răng trụ khai triển Bộ truyền đai kết hợp với HGT 2 cấp bánh răng trụ khai triển Cơ cấu chấp hành Tang cuốn cáp của tời kéo Đĩa xích của xích tải  Các thông số yêu cầu nhý vận tốc, lực kéo, chế độ tải Ví dụ: xem đề 1 4 7 12 15 18 21 23 Nội dung đồ án: Sinh viên cần hoàn thành các nội dung sau:  Bản thuyết minh (viết hoặc in trên giấy A4, đóng quyển)  Bản vẽ lắp hộp giảm tốc (khổ A3): 1 bản thể hiện tổng thể, 3 bản mỗi bản thể hiện một hình chiếu  Bản vẽ chế tạo 1 chi tiết trong HGT (khổ A3) Yêu cầu với sinh viên làm đồ án:  Lên lớp đầy đủ, thực hiện đúng tiến độ  Trình bày thuyết minh và bản vẽ đủ nội dung theo đúng yêu cầu đặt ra  Chuẩn bị bảo vệ: sinh viên cần nắm được các nội dung liên quan đến đồ án của mình. Tài liệu tham khảo Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 1 Bộ phận dẫn động Bộ phận truyền động Cơ cấu chấp hành Bộ phận dẫn động Bộ phận truyền động Cơ cấu chấp hành Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy [1]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển - Tính toán thiết kế hệ dẫn động cõ khí, Tập 1,2. Nxb Giáo dục. Hà nội, 2001. [2]. Nguyễn Trọng Hiệp - Chi tiết máy, Tập 1,2. Nxb Giáo dục. Hà nội, 1994. [3]. Ninh Đức Tốn - Dung sai và lắp ghép. Nxb Giáo dục. Hà nội, 2004. Khái niệm chung về dẫn động cơ khí  Các thành phần chính của hệ dẫn động: bộ phận dẫn động, bộ phận truyền động và cõ cấu chấp hành (hoặc bộ phận công tác). Bộ phận truyền động đýợc tạo từ 1 hoặc nhiều bộ truyền cõ sở kết hợp với nhau.  Bộ truyền bánh răng, trục vít có thể đặt ngoài nhưng để dễ bôi trõn, tăng hiệu suất và tuổi thọ các bộ truyền này được lắp trong hộp kín. Hộp gồm các bộ truyền giảm tốc được gọi là hộp giảm tốc. Khi tốc độ trục ra lớn hõn tốc độ trục vào, hộp được gọi là hộp tốc độ.  Bộ truyền đai, xích có thể kết hợp với hộp giảm tốc để tăng thêm tỷ số truyền hoặc nhằm mục đích khác. Các bộ truyền này lắp bên ngoài HGT nên thýờng gọi là bộ truyền ngoài.  Loại hộp yêu cầu thiết kế trong đồ án môn học là hộp giảm tốc. Thông qua Đồ án  Nhận đề  Đồ án được thông qua hàng tuần. Khi đến thông qua phải mang theo các phần đã đýợc thông qua lần trýớc để theo dõi.  Địa điểm: Văn phòng Bộ môn Kỹ thuật cơ sở  Thời gian: Xem thông báo tại Bộ môn.  Chú ý: 1. Thực hiện đồ án đúng tiến độ. 2. Khi thông qua đồ án, chỉ vào văn phòng từng nhómtối đa 3 ngýời. Không tự ý bật/tắt đèn, quạt, xô dịch các thiết bị và đồ vật khác. Giữ vệ sinh chung. Phân loại hộp giảm tốc  Theo số cấp thay đổi tốc độ trong hộp:  Hộp giảm tốc 1 cấp  Hộp giảm tốc 2 cấp  Hộp giảm tốc nhiều cấp  Theo loại bộ truyền và thứ tự các bộ truyền trong hộp: Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 2 Các trục trung gian Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy  Hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ (bánh răng côn, trục vít )  Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ  Hộp giảm tốc 2 cấp côn – trụ  Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng – trục vít  Hộp giảm tốc 2 cấp trục vít – bánh răng  Theo cách bố trí các trục vào/ra:  Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ khai triển (thýờng/phân đôi)  Hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ đồng trục HGT 2 cấp bánh răng trụ KHAI TRIỂN THƯỜNG HGT 2 cấp bánh răng trụ ĐỒNG TRỤC + Kết cấu đơn giản + Nhiều cách bố trí trục vào/ra - Kích thước hộp hơi dài - Khả năng truyền tải thấp + Kích thước nhỏ gọn - Chỉ có 1 phương án bố trí trục vào/ra - Cấp nhanh thừa bền - Trục trung gian dài, độ cứng giảm HGT 2 cấp BR trụ KHAI TRIỂN PHÂN ĐÔI CẤP NHANH (*) GT 2 cấp BR trụ KHAI TRIỂN PHÂN ĐÔI CẤP CHẬM (**) + Làm việc êm (*) + Khả năng tải cao (**) + Nhiều cách bố trí trục vào/ra + Các ổ có độ bền đều tốt hơn - Kích thước hộp hơi rộng - Nhiều chi tiết hơn - Khó đảm bảo chính xác cho 2 cặp bánh răng nghiêng + Làm việc êm (*) + Khả năng tải cao (**) + Nhiều cách bố trí trục vào/ra + Các ổ có độ bền đều tốt hơn - Kích thước hộp hơi rộng - Nhiều chi tiết hơn - Khó đảm bảo chính xác cho 2 cặp bánh răng nghiêng NỘI DUNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 3 Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy Thuyết minh cần phải trình bày theo thứ tự các vấn đề sau: U L ư u ý chung . Bìa . Đầu đề thiết kế (bản gốc) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 23 . Mục lục 1. Tính toán động học 2. Thiết kế các bộ truyền 3. Thiết kế trục, then, lựa chọn ổ lăn và khớp nối 4. Tính toán và chọn các yếu tố của vỏ hộp và các chi tiết khác 5. Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 6. Lập bảng kê các kiểu lắp, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép 7. Lập bảng kê các chi tiết của HGT (nếu chưa thể hiện trên bản vẽ lắp) 8. Tài liệu tham khảo TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đồ án được thực hiện trong 8 tuần Tuần Nội dung Ghi chú 1 Nhận đề, tính toán động học hệ dẫn động 2-4 Tính toán thiết kế các bộ truyền, trục, ổ, khớp nối, then và các chi tiết khác 5-6 Vẽ nháp bản vẽ lắp hộp giảm tốc 7 Vẽ hoàn thiện bản vẽ lắp và thực hiện vẽ chi tiết 8 Hoàn thiện và nộp thuyết minh, bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết 8 Chuẩn bị bảo vệ Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 4 Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy I. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC Trình tự tính toán: 1.1. Chọn động cơ 1.2. Phân phối tỷ số truyền 1.3. Tính các thông số trên các trục 1.4. Lập bảng kết quả tính toán Ví dụ: đề 13 đề 16 1.1. Chọn động cơ * Loại động cơ Có thể sử dụng các loại động cơ điện thông dụng + DK (do Nhà máy Điện Cơ chế tạo) + K (do nhà máy động cơ Việt Hung chế tạo) hoặc + 4A (do Liên Xô chế tạo) Ưu nhược điểm của các loại động cơ này xem bảng 2.1 và 2.2, tài liệu tham khảo [1]. Lưu ý: Với đồ án môn học sử dụng động cơ không mặt bích, điện nguồn sử dụng tần số 50 Hz. * Phương pháp chọn động cơ [1] Chọn động cơ được tiến hành theo các bước sau: + Tính công suất yêu cầu của động cơ + Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ + Dựa vào công suất cần thiết và số vòng quay đồng bộ, kết hợp với các yêu cầu khác chọn động cơ phù hợp Công suất yêu cầu của động cơ: η t yc P P = trong đó: P yc - công suất yêu cầu của động cơ, kW P t - công suất tính toán trên trục máy công tác, kW Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 5 Kết quả Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy η - hiệu suất truyền động: η = η  η 2  với η  η 2 η3 hiệu suất các bộ truyền, và các cặp ổ trong hệ dẫn động theo đề bài đã cho. Xem Đầu đề thiết kế 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 23 Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ xem bảng 2.3 [1]. Lưu ý khi công suất truyền thành nhiều dòng, hiệu suất chỉ tính cho 1 bộ truyền (ví dụ 2 bộ truyền BR cấp nhanh trong các đề 13 14 ; 2 bộ truyền BR cấp chậm trong các đề 15 16 hoặc 2 bộ truyền xích trong đề 3 17 ) Công suất tính toán (kW) trên trục máy công tác tính theo công suất danh nghĩa hoặc công suất tương đương khi tải trọng thay đổi ngắn hạn: 1000 v.F P ; .PP dndnt =β= trong đó, F là lực kéo (băng tải, xích tải hoặc lực căng cáp - N) v - vận tốc (băng tải, xích tải, cáp kéo - m/s) - hệ số, tính tùy theo chế độ tải trọng  + khi tải thay đổi ngắn hạn (ví dụ hệ dẫn động tời kéo): ∑ ∑ =β i i 2 1i t t.)P/P( với P 1 - công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục; P i - công suất tác dụng trong thời gian t i + các trường hợp khác 1  Số vòng quay đồng bộ của động cơ: Với động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ (50Hz), với cùng công suất có thể chọn các loại động cơ có số vòng quay đồng bộ khác nhau: n đb = 3000, 1500, 1000, 750, 600 Chi tiết xem các bảng P1.1 (động cơ điện K), P1.2 (DK), P1.3 (4A), P1.8 (MTKF), còn kích thước động cơ xem các bảng P1.4, P1.5, P1.6, P1.7 và P1.9 [1] Để xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ cần biết số vòng quay của trục máy công tác và tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống dẫn động: n sb = n lv .u t Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 6 Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy Số vòng quay trục công tác xác định theo: D. v.60000 n lv π = (với trục công tác lắp tang quay) p.z v.60000 n lv = (khi trục công tác lắp đĩa xích tải) Tỷ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động xác định theo công thức: u.uu 21t = với u 1 , u 2 , là tỉ số truyền của từng bộ truyền tham gia vào hệ dẫn động. Tỷ số truyền nên dùng cho từng loại bộ truyền cho trong bảng 2.4 [1] Chọn động cơ: Động cơ chọn cần đảm bảo các điều kiện:      ≈ ≤ ≥ sbđb qt ycđc nn TT PP max trong đó: P đc - công suất của động cơ cho trong bảng tra. Ví dụ bảng P1.1 với động cơ điện K. P yc - công suất yêu cầu của động cơ (đã tính) T qt - mômen quá tải xuất hiện trên trục động cơ khi hệ thống làm việc (T qt = T ct .T mm /T 1 ) T ct = 9,55.10 6 .F.v / (1000.n đc . ) - mômen xoắn cần thiết; tỷ số T mm / T 1 cho trong đề. Xem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 23 T max - mômen cực đại trên trục của động cơ (T max = T dn .T k /T dn ) T dn = 9,55.10 6 .P đc / n đc - mômen xoắn danh nghĩa; tỷ số T k / T dn cho trong bảng tra. n đb và n sb - số vòng quay đồng bộ của đ/cơ (cho trong bảng) và số vòng quay sơ bộ đã tính. Kết quả ghi rõ - số hiệu động cơ - công suất danh nghĩa - số vòng quay thực - hệ số quá tải - khối lượng và - đường kính trục động cơ. Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 7 v - vận tốc băng tải (m/s) D - đường kính tang quay (mm) z - số răng đĩa xích tải p - bước xích tải (mm) Các số liệu này cho trong đề. Ví dụ: - Động cơ: K160L2 - Công suất: P đc = 15 kW - Số vòng quay: n đc = 2950 v/ph - Hệ số quá tải: T k /T dn = 2,1 - Khối lượng: m = 158 kg - Đường kính trục: d = 42 mm (bảng P1.4) Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy 1.2. Phân phối tỉ số truyền Trên cơ sở số vòng quay thực của động cơ đã chọn và số vòng quay yêu cầu trên trục công tác tính lại tỉ số truyền chung, phân phối cho bộ truyền ngoài và các cấp trong hộp giảm tốc. Tỷ số truyền các bộ truyền lấy tròn đến 2 số sau dấu thập phân. * Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động tính theo công thức: lv cđ t n n u = với n đc - số vòng quay thực của động cơ (xem phần kết quả chọn động cơ) n lv - số vòng quay trục công tác (đã tính) * Phân phối tỷ số truyền của hệ cho các bộ truyền: u t = u n .u h với u n - tỉ số truyền của bộ truyền ngoài (đai hoặc xích). u h - tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc. Có thể chọn trước u n (tham khảo bảng 2.4 [1] ), sau đó tính u h = u t / u n hoặc chọn trước u h sau đó tính u n = u t / u h Việc phân phối tỷ số truyền u h cho các cấp trong hộp giảm tốc nhiều cấp (u h = u 1 .u 2 ) có thể tham khảo nhiều chỉ tiêu khác nhau (xem mục 3.2 [1]). Trong đồ án môn học thường phân phối tỉ số truyền theo yêu cầu bôi trơn các bộ truyền (theo phương pháp ngâm dầu). 1.3. Tính các thông số trên các trục Tính toán các thông số công suất, số vòng quay, mômen xoắn trên các trục của hệ dẫn động. Số vòng quay tính từ trục động cơ theo số vòng quay động cơ và các tỷ số truyền đã chọn. Công suất tính theo công suất yêu cầu trên trục công tác. * Công suất trên các trục được tính từ trục công tác (trục làm việc), không tính hệ số β Ví dụ cho hệ dẫn động sử dụng HGT 2 cấp: P lv = F.v / 1000 (kW) P 3 = P lv / η 34 với η 34 là hiệu suất tính từ trục 3 của HGT đến trục công tác η 34 = η k .η o với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền đai: đề 8 10 12 η 34 = η x .η o với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền xích: đề 7 9 11 η o - hiệu suất của 1 cặp ổ; η x - hiệu suất của bộ truyền xích; η k - hiệu suất của khớp P 2 = P 3 / η 23 với η 23 là hiệu suất tính từ trục 2 đến trục 3 của HGT η 23 = η bt .η o với η bt - hiệu suất của bộ truyền (trục vít với đề 23, BR trụ với các đề khác) P 1 = P 2 / η 12 với η 12 là hiệu suất tính từ trục 1 đến trục 2 của HGT η 12 = η bt .η o với η bt - hiệu suất của bộ truyền (trục vít với đề 21; BR côn - đề 17 18; BR trụ với các đề khác) P đc = P 1 / η 01 với η 01 là hiệu suất tính từ trục động cơ đến trục 1 của HGT Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 8 Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy η 01 = η k .η o với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền xích: đề 7 9 11 η 01 = η đ .η o với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền đai: đề 8 10 12 * Số vòng quay trên các trục được tính từ trục động cơ, theo số vòng quay động cơ đã chọn. Ví dụ cho hệ dẫn động sử dụng HGT 2 cấp: * n đc - Số vòng quay thực của động cơ đã chọn ở mục 1.1. * n 1 = n đc với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền xích: đề 7 9 11 hoặc n 1 = n đc / u đ với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền đai: đề 8 10 12 * n 2 = n 1 / u 1 trong đó u 1 là TST cấp nhanh trong HGT (xem mục 1.2.) * n 3 = n 2 / u 2 trong đó u 2 là TST cấp chậm trong HGT * n lv = n 3 / u x trong đó u x là TST của bộ truyền xích (đề 7 9 11 ) hoặc n lv = n 3 với sơ đồ hệ dẫn động sử dụng bộ truyền đai: đề 8 10 12 Lưu ý: Số vòng quay trên trục làm việc phải xấp xỉ số vòng quay đã tính ở bước chọn động cơ * Mô men xoắn trên các trục tính theo công thức: T i = 9,55.10 6 .P i / n i (Nmm) trong đó P i , n i là công suất và số vòng quay trên các trục. * Lưu ý: 1. Khi công suất truyền thành nhiều dòng, hiệu suất chỉ tính cho 1 bộ truyền ví dụ đề 13 14 ; 15 16 hoặc 3 17 2. Trong tính toán bộ truyền phân đôi công suất, công suất truyền qua mỗi bộ truyền (và tương ứng mômen xoắn truyền qua) chỉ lấy 1/2 giá trị tính được theo các công thức trên. 1.4. Lập bảng kết quả tính toán Tỉ số truyền các bộ truyền, công suất, số vòng quay và mô men xoắn trên các trục. Bảng kết quả tham khảo tài liệu [1] (tập 1, mục 3.3) hoặc xem bảng sau. Toàn bộ bảng phải được thể hiện trên cùng 1 trang giấy (bắt buộc) * Lưu ý: 1. Trong tính toán bộ truyền phân đôi công suất, công suất truyền qua mỗi bộ truyền (và tương ứng mômen xoắn truyền qua) chỉ bằng 1/2 giá trị tính được theo các công thức trên. 2. Mômen xoắn trên trục trung gian (trục 2) trong HGT phân đôi (đề 13 14 ; 15 16 ) chỉ bằng 1/2 Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 9 Hướng dẫn Đồ án môn học Chi tiết máy giá trị tính theo công thức chung ở trên. Tương tự với mômen xoắn trên trục ra của HGT cho trong các đề 3 và 17 Trong bảng kết quả tính toán ghi giá trị thực của mômen xoắn trên các trục T* = T/2. Ví dụ với đề 13, bảng kết quả tính toán có dạng sau. Bảng 2.1. Trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ (trích) Tên gọi Hiệu suất của bộ truyền hoặc ổ được che kín để hở Bộ truyền bánh răng trụ 0,96 - 0,98 0,93 - 0,95 Bộ truyền bánh răng côn 0,95 - 0,97 0,92 - 0,94 Bộ truyền trục vít không tự hãm với z 1 = 1 với z 1 = 2 với z 1 = 4 0,70 - 0,75 0,75 - 0,82 0,87 - 0,92 Bộ truyền xích 0,95 - 0,97 0,90 - 0,93 Bộ truyền đai 0,95 - 0,96 Một cặp ổ lăn 0,99 - 0,995 Một cặp ổ trượt 0,98 - 0,99 Ghi chú: Các bộ truyền bánh răng để hở không sử dụng trong đồ án chi tiết máy Bảng 2.2. Tỷ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ (trích) Loại truyền động Tỷ số truyền nên dùng Truyền động bánh răng trụ - hộp giảm tốc 1 cấp - hộp giảm tốc 2 cấp 3 5 8 40 Truyền động bánh răng côn - hộp giảm tốc 1 cấp - hộp giảm tốc côn - trụ 2 cấp 2 4 10 25 Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Kỹ thuật cơ sở - Khoa Cơ khí 10