Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động tời kéo

Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động tời kéo bao gồm thuyết minh file PDF và bản vẽ AUTOCAD 2018. LỜI MỞ ĐẦU Không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đó nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Cơ Khí – Trường Đại Học Duy Tân đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kỳ này, Khoa đó tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ô tô chúng em. Đó là môn học Đồ Án Chi Tiết Máy”. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trương Đình Phong đó tận tâm hướng dẫn em trong quá trình làm đồ án. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy. Đồ án được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn. Và đây chỉ là những bước đầu đi vào thực tế, tỡm hiểu về lĩnh vực cơ khí chế tạo, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi những thiếu, em mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn.

CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Tính chọn động cơ điện

1.1Tính toán công suất cần thiết của động cơ điện:

P ct : Công suất trên 1 trục công tác

P yc : Công suất trên trục động cơ

Hiệu suất của bộ truyền : η = η ol 4 η kn η d η br 2 (1) Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn : η ol = 0,99

Hiệu suất của bộ đai : η d = 0,96

Hiệu suất bộ truyền bánh răng : η br = 0,97

Hiệu suất của khớp nối : η kn = 0,99

Thay số vào (1) ta có : η = η ol 4 η kn η d η 2 br η = 0,99 4 0,99 0,96 0,97^2 = 0,85

Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :

1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ

Trên trục công tác có : η ct = 60000.v π.D = 49,29(vòng/ phút)

Mà ta có: u sơ bộ = u sb Hộp u sb Ngoài ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 5

Tra bảng 2-2/32 ta có: u sb Hộp = 8 − 40 => Chọn u sb Hộp = 10 (Hộp khai triển) u sb Ngoài = 2 − 4 => Chọn u sb Ngoài = 3 (Đai dẹp) u sơ bộ = u sb Hộp u sb Ngoài = 9.67 3 = 30

𝑛 sơ bộ = n ct u sb = 49,29 29,01 = 1478,6 (vòng/phút)

1.2.Phân phối tỉ số truyền

1.2.1.Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống

Theo tính toán ở trên ta có: n dc = 1440( v ph) n ct = 49,29( v ph)

Tỉ số truyền chung của hệ thống là: ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 6 u chung = n dc n ct ),21

1.2.2.Phân phối tỉ số truyền cho hệ u chung =n dc n ct = 1430

Mà u chung = u Hop u Ngoai = u Hop 3

1.3.Tính các thông số trên các trục

Công suất trên trục công tác là: P ct = F.V

Theo tính toán ở trên , ta có : n dc = 1440( v ph) ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 7 n 1 =n dc u d 40

3 = 480 ( v ph) n 2 =n 1 u 1 = 176,8 ( v ph) n 3 =n 2 u 2 = 49,3 ( v ph) n ct = n 3 = 49,3 ( v ph)

1.3.3.Momen xoắn trên các trục

Momen xoắn thực trên trục động cơ là:

Momen xoắn trên trục 1 là:

Momen xoắn trên trục công tác là:

M ct = 9,55 10 6 P ct ỗ ct = 434 032 (N mm) ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

1.3.4.Bảng thông số động học

Trục Động cơ 1 2 3 Cụng tỏc

M(N.mm) 17 116 48 801 128 546 447 363 434 032 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.1 Thông số kỹ thuật của bộ truyền đai

-Chọn đai vải cao su Vì có sức bền và đàn hồi cao, ít chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm

Xác định đường kính bánh đai :

-Đường kính bánh đai nhỏ:

Trong đó: P là Công suất trên trục dẫn kW n là Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn

Theo bảng 5-1/85 chọn đường kính 𝐷 𝑑1 = 150 (𝑚𝑚)

Lấy ξ =0,01 Đường kính bánh đai lớn:

𝐷 𝑑2 = 𝑢 𝐷 𝑑1 (1 −ξ) = 448 Theo bảng 5-1/85 chọn đường kính 𝐷 𝑑2 = 450(𝑚𝑚)

Số vòng quay thực trong 1 phút của bánh bị dẫn:

Sai số nằm trong phạm vi cho phép (3% ÷ 5%), nên không chọn lại D 2 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

2.2.Chọn sơ bộ khoảng cách trục A

Chiều dài tối thiểu của đai:

L min = v u max = 4m = 4000mm Lấy L min = 4000mm

= 1599mm Kiềm nghiệm điều kiện : A ≥ 2 ( D d2 + D d1 )

4 A = 4253(mm) Tùy theo cách nối đai, tăng thêm chiều dài đai khoảng 100 ÷ 400

2.3 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ: α 0°- ( D d2 −D d1 )

2.4 Xác định tiết diện đai:

Chiều dày đai δ được chọn theo tỷ số 𝛿

40 = 4 (mm) Theo bảng 5-3/87 chọn đai vải cao su loại A có chiều dày δ = 4mm

Lấy ứng suất căng ban đầu σ o = 1,8N/mm 2 , theo trị số D d1 ọ ≤ 160

40=4 tra trong bảng 5-5/89 tìm được [σ p ] o = 2,25N/mm 2

Ct = 0,9 Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng, tra bảng 5-6/89

Cα= 0,95 Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, tra bảng 5-7/90

Cv = 0,99 Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, tra bảng 5-8/90 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Cb = 1 Hệ số xét đến sự bố trí bộ truyền, tra bảng 5-9/91

Chiều rộng của đai: b≥ 1000.P v δ [σ p ] o Ct.Cα.Cv.Cb 282(mm)

Theo bảng 5-4/88 chọn chiều rộng của đai: b = 50 (mm)

2.5 Xác định chiều rộng B của bánh đai:

Theo bảng 5-10/91 ứng với chiều rộng của đai b = 40 (mm) ta tìm được:

Chiều rộng B của bỏnh đai: B = 63 (mm)

2.6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu được tính theo công thức:

S 0 =σ 0 δ b Trong đó: δ = 4 (Chiều dày đai, mm ) σ0 = 1,8(Ứng suất căng ban đầu, N/mm 2 ) b = 40 (Chiều rộng của đai, mm)

S 0 =σ 0 δ b= 4.1,8.40 = 288 (N) Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức:

2 8,45(N) ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Với đặc điểm của động cơ và yêu cầu thiết kế đồng nhất, chúng tôi quyết định sử dụng vật liệu cho hai cấp bánh răng giống nhau.

Cụ thể theo bảng 3-8/40 ta chọn:

Bánh nhỏ: thép 55 thường hóa có σ b1 f0N / mm 2 , σ ch1 = 330N / mm 2

HB1 = 220 (Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)

Bánh lớn: thép 45 thường hóa có σ b2 = 600N / mm 2 , σ ch1 = 300N / mm 2

HB2 = 220 (Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)

3.2 Xác định ứng suất cho phép: a Ứng suất tiếp xúc cho phộp:

Số chu kỳ tương đương: N td = 60 u Σ ( M i

-u là số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng quay 1 vòng

-M i ; n i ; T i là momen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i

-M max là momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng

-N o là số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc

-k M là hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xỳc

Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ:

Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh lớn:

n i T i ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

[σ] tx = [σ] Notx k N Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

[σ] tx2 = [σ] Notx k N2 = 2,6.220.1 = 572(N/mm 2 ) Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

[σ] tx1 = [σ] Notx k N1 = 2,6.220.1 = 572(N/mm 2 ) Để tính ứng suất bền ta dùng trị số nhỏ là:

[σ] tx = [σ] tx2 = [σ] tx1 = 572(N/mm 2 ) Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ

Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh lớn:

-N o là số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc

-k M là hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc

-m là bậc đường cong mỏi uốn, lấy m= 6 đối với thép thường hoá

-u là số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vũng ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Giới hạn mỏi uốn của thép 55: σ −1 = 0,4 σ b1 = 0,4.660 = 264 ( N/mm 2 )

Giới hạn mỏi uốn của thép 54:σ −1 = 0,4 σ b2 = 0,4.600 = 240 ( N/mm 2 )

Hệ số an toàn n= 1,5; Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K σ = 1,8

Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên tính ứng suất uốn cho phép bằng công thức sau:

1,5.1,8 = 133,3 (N/mm 2 ) Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:

3.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K:

Với: Ktt Hệ số tập trung tải trọng

Kd Hệ số tải trọng động

3.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng 𝚿 𝑨 Đối với bộ truyền bánh răng trụ: 𝚿 𝑨 = 𝒃

Với: A; b Khoảng cách trục và chiều dày răng [mm]

3.5 Tín sơ bộ khoảng cách trục:

Với: P Cụng suất bộ truyền ỉ 𝐴 Hệ số chiều rộng bánh răng ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Số vòng quay trong 1 phút của bánh bị dẫn θ‘ phản ánh hệ số tăng khả năng tải.

3.6 Xác định các thông số ăn khớp:

Môđun : m Theo công thức 6.17 TKHDD t97 ta có công thức : m = (0,01  0,02) aw1 =1,1  2,2 Chọn m = 1,5

Theo công thức 6.18 về tinh Z1 ta có : aw =m(Z1+Z2)/(2.cos) với =0  Z1 *w/[m(u1+1)]

Tính lại khoảng cách trục : aw1 ' = m.Zt/ 2 = 1,5 147/ 2 = 110,25 mm

Do đó không cần dịch chỉnh để tăng kích thước Chọn aw1= 110 mm

3.7 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

+T1 : Mô men xoắn trên trục chủ động +m : Mô đun pháp mm

Chiều rộng vành răng (bw) và đường kính vòng răng bánh chủ động (dw1) là hai yếu tố quan trọng trong thiết kế bánh răng Hệ số Yε phản ánh sự trùng khớp của răng, trong khi hệ số Yβ liên quan đến độ nghiên của răng Theo bảng 6.7, hệ số KFβ được xác định là 1,05.

Bảng 6.14 v H =0,002

Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [H] = [H] ZRZVKxH

Với v =0,66 m/s  ZV = 1 (vì v < 5m/s ) , Cấp chính xác động học là 8, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9 Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra = 1,25 0,63m

Do đó ZR = 0,95 với da< 700mm  KxH = 1

Do H  [H] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Yêu cầu F  [F] ; F = 2.T1.KFYYYF1/( bwdw3.m)

Theo bảng 6.7 ta có KF = 1,32 ; với v < 2,5 m/s tra bảng 6.14(trang 107) cấp chính xác 9 thì KF = 1,37

ZV3 = Z1/cos 3  = 30 /(cos12 0 ) 3 = 32 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Với ZV3 = 32, ZV4 = 128 tra bảng 6.18 trang 109 thì YF1= 3,8; YF2= 3,6;

Tính ứng suất uốn cho phép :

Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì F1 < [F1] ,F2 < [F2];

6 Kiểm nghiệm răng về quá tải:

H1max=H K qt P9 1,4 `2,25MPa < [H]max = 1260 MPa;

Vì F1max < [F1]max ,F2max < [F2]max nên răng thoả mãn

Kết luận: với vật liệu trên thì bộ truyền cấp chậm thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật

Vậy ta có các thông số của bộ truyền cấp chậm :

Khoảng cách trục : aw0 mm

Chiều rộng vành răng : bw= 61 mm

Số răng : bánh nhỏ z1= 43 răng

Bánh lớn z2= 154 răng Đường kính chia : d1e,48 mm d2= 234,52 mm ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 21 Đường kính đỉnh răng : da3h,48 mm da4#7,52 mm Đường kính đáy răng : df3a,73 mm df4#0,77 mm

7.Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc: Điều kiện bôi trơn:

-d2: Đường kính của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp nhanh

-d4: Đường kính của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp chậm

Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bôi trơn ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ Ổ LĂN

1\ Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có:

Xác định sơ bộ đường kính trục

Theo ct 10.9 đường kính trục thứ k với k =1 3;

Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Tra bảng 10.2 trang 189 có: b01 mm ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 23 b02# mm b031 mm

Chiều dài moayơ bánh, bánh răng:

Chiều dài mayơ bánh đai, bánh răng ,nối trục : lmđ = lm12 = 58 (mm) lm13 = 56 (mm) lm22 V (mm) lm23 r (mm) lm32 = 72 (mm) lm33 = 80(mm)

Khoảng cách l trên trục : l12 = - lc12 = 54 (mm) l13 W,5 mm l11 = 197 (mm) l22 W,5 mm l23 9 mm l21 7 mm l32 u (mm) l31 = 197 mm l33 = 129(mm)

Loại nối trục đàn hồi

Tại trục III có mômem xoắn TIII = 1273000 (N.mm)73 N.m

Tra bảng 16.10a kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi được tra theo mômem xoắn ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

T g1,0445 (N.m) d = 56 (mm) D = 210 (mm) dm = 95 (mm) L = 175 (mm) l = 110 (mm) d1 = 100 (mm) Do = 160 (mm) Z = 8 nmax = 2850 B = 6 B1 p l1 = 40(mm) D3 = 36 (mm) l2 = 40(mm)

Bảng 16.10b kích thước cơ bản của vòng đàn hồi

T 00 (N.m) do = 18 (mm) d1 = M12 D2 % (mm) l = 80 (mm) l1 = 42 (mm) l2 = 20 (mm) l3 = 36(mm) h = 2

Tính các lực tác dụng lên trục: Lực do đai, lực tác dụng lên bánh răng, Lực do khớp nối

Các thành phần lực trong thiết kế được biểu diễn như hình vẽ phần trên

Lực tác dụng của đai lên trục Fy12 = 1014 (N)

Fa2 =Ft2.tgp87.tg12 o = 1506 N = Fz22;

Xét dấu của lực ta được như sau :

Fz23 =-1506 N ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Xác định lực và vẽ biểu đồ momen :

Trục I: ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Flx20800 N ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Trục 2: ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Trục 3: ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Vẽ biểu đồ momen (hình vẽ):

Theo ct 10.15 tính mômen uốn tổng tại các tiết diện trên trục :

Theo ct 10.16 tính mômen tương đương tại các tiết diện trên trục :

M td 1 j = M 1 j 2 + 0 , 75 T 1 j 2 thay vào ta được :

M t 15860 (Nmm) ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

33 = M + T = + M td t (Nmm) Đường kính trục tại tiết diện j theo công thức: dj ≥ 3 0,1. 

[] là ứng suất cho phép để chế tạo trục chọn trục thép 45 với  b `0 Mpa

M t ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 31 d21=d24  

Dựa trên yêu cầu về độ bền lắp ghép và công nghệ, chúng tôi đã chọn các đường kính trục như sau: d10% mm, d11% mm, d12# mm, d13= 28 mm; d20@ mm, d21@ mm, d22D mm, d23= 44 mm, d24= 40 mm; d30U mm, d31U mm, d32` mm, d33= 52 mm, d34= 55 mm.

Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng do đó aj tính theo 10.22

Trục quay theo 1 chiều do đó mi

Xác định hệ số an toàn cho các tiết diện nguy hiểm là cần thiết để kiểm tra độ bền mỏi của các tiết diện 10, 11, 21, 22, 31, 33, 34 Việc lắp ghép các ổ lăn trên trục cần tuân theo tiêu chuẩn k6, kết hợp với việc lắp bánh răng, bánh đai và nối trục theo k6 cùng với lắp then để đảm bảo hiệu suất và độ bền của hệ thống.

Kích thước then tra bảng 9.1 cung cấp trị số momen cản uốn và cản xoắn cho các tiết diện trục Nội dung này nằm trong Đồ án CDIO 2, liên quan đến thiết kế hệ thống dẫn động kéo tời.

Tiết diện ĐK trục Bxh t1 W W0

 − Xác định hệ số Kdj và Kdj đối với các tiết diện nguy hiểm theo công thức :

Các trục được gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt

Ra=2,5…0,63m do đó hệ số tập chung ứng suất do trạng thái bề mặt Kx=1,06 (bảng 10.8)

Không sử dụng các biện pháp tăng cường bề mặt Áp dụng dao phay ngón với hệ số tập trung ứng tại rãnh then cho vật liệu có giới hạn bền b`0Mpa Các hệ số K và K lần lượt là 1,76 và 1,54 Tham khảo bảng 10.10 để tra cứu giá trị  và  tương ứng với đường kính tiết diện nguy hiểm.

Ta có bảng sau ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 33 d  

Xác định hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp S

Xác định hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

Kiểm tra độ bền then

Kiểm tra độ bền dập và độ bền cắt

 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Theo bảng 9.5 với tải trọng va đập [d]= 150 Mpa và [c]` -90 Mpa

Vậy tất cả các mối ghép đều đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

CHỌN Ổ LĂN

1.Chọn ổ lăn cho trục I của hộp giảm tốc:

Xét tỉ số Fa/Fr : ta thấy tỉ số Fa/Fr = 0 vì Fa = 0, tức là không có lực dọc trục nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy

Chọn : Đường kính trong d 0 mm

Tra bảng P2.7chọn ổ đũa côn cỡ trung rộng có ký hiệu 7606 có các thông số như sau: Đường kính ngoài D = 72 mm

Khả năng tải động C = 61,3 kN, khả năng tải tĩnh Co = 51,1 kN;

B ' (mm) r =2,0(mm) ; r1 =0,8 Đường kính trong của vòng ngoài D1U.5mm Đường kính ngoài của vòng trong d1Pmm

Kiểm nghiệm khả năng tải : a, Khả năng tải động:

Trong đó : Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X= 1

V =1 khi vòng trong quay kt = 1 vì (nhiệt độ t  100 o C ) kđ = 1,4

Theo ct 11.1 Khả năng tải động

Tuổi thọ của ổ bi đỡ m = 3

Hệ số khả năng tải động: Cd = 20,51 kN

Do Cd = 20,51kN < C = 61,3 kN  loại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động b, Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Tải trọng tính toán theo ct 11.19 với Fa = 0 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

 loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh

2.Chọn ổ lăn cho trục II của hộp giảm tốc:

Trục có lực hướng tâm , để đảm bảo cặp bánh răng luôn ăn khớp chính xác do đó ta chọn ổ bi đũa côn cỡ trung rộng

Với đường kính ngõng trục d = 35 (mm) , kí hiệu 7607 (bảng P2.12- Phụ lục ) Khả năng tải động C = 71,6 KN ;

Khả năng tải tĩnh Co a,5 KN

2 Kiểm nghiệm khả năng tải : a Khả năng tải động:

Trong đó :V =1 khi vòng trong quay

Fr = Rt20 kt = 1 vì (nhiệt đọ t  100 o C ) kđ = 1,5

Theo ct 11.1 Khả năng tải động

Do Cd = 6,45 kN < C = 71,6 kN  loại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động b Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Tải trọng tính toán theo ct 11.19 với Fa = 1506

Với X0 = 0,5 Y0=0,6 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

Chọn Q = Q1 để kiểm tra vì Q1 > Q0 , Q1 = 0.59 kN < C0 = 61,5 kN

 loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh

3 Chọn ổ lăn cho trục III của hộp giảm tốc:

Chọn ổ bi đỡ chặn cỡ nặng hẹp dựa váo đường kính ngõng trục d`mm

Kí hiệu 66412 có : Đường kính trong d ` mm, đường kính ngoài D = 150 mm

Khả năng tải động C = 98 kN, khả năng tải tĩnh Co = 81 kN;

4 Kiểm nghiệm khả năng tải : a Khả năng tải động:

V =1 khi vòng trong quay kt = 1 vì (nhiệt đọ t  100 o C ) kđ = 1,3

Theo ct 11.1 Khả năng tải động: C d = Q m L

Để đảm bảo khả năng tải động, loại ổ lăn được chọn có tải trọng Cd = 40,9 kN, nhỏ hơn C = 98 kN Bên cạnh đó, cần kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh trong Đồ án CDIO 2 về thiết kế hệ thống dẫn động kéo tời.

Tải trọng tính toán theo ct 11.19 với Fa = 1508

Theo ct 11.20 thì Q1 = Fr Q31 (N) =5,131 (kN)

Chọn Q = Fr để kiểm tra vì Q1 > Q0 , Q1 = 1,73 kN < C0 = 81 kN

 loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC, BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

1.Tính kết cấu của vỏ hộp:

Vỏ hộp giảm tốc cần đạt độ cứng cao và khối lượng nhẹ Để đảm bảo chất lượng, vật liệu được lựa chọn để đúc hộp giảm tốc là gang xám, ký hiệu GX 15-32.

Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục

Các kích thước cơ bản được trình bày ở trang sau

2.Bôi trơn trong hộp giảm tốc:

Lấy chiều sâu ngâm dầu khoảng 1/4 bán kính của bánh răng cấp chậm khoảng 30 mm

3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc :

Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45

Để lắp bánh răng lên trục, sử dụng mối ghép then và chọn kiểu lắp H7/k6, giúp chịu tải vừa và va đập nhẹ, đồng thời điều chỉnh sự ăn khớp một cách chính xác.

Để tối ưu hóa sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ, cần điều chỉnh chiều rộng của bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với bánh răng lớn.

Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc:

Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: Thân hộp, 

1 = 0,9  = 6,75 mm Gân tăng cứng: Chiều dày, e

Chiều cao, h Độ dốc e =(0,8  1) = 6  7,5, chọn e = 7mm h < 5. 7,5 mm Khoảng 2 o Đường kính:

Bulông ghép bích nắp và thân, d3

Vít ghép lắp cửa thăm dầu, d5 d1 = 0,04.a+10 = 16

 d1 =M16 d2 = 0,8.d1 = M14 d3 = (0,8 0,9).d2  d3 = M12 d4 = (0,6  0,7).d2  d4 = M8 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 40 d5 =( 0,5  0,6).d2  d5 = M6 Mặt bích ghép nắp và thân:

Chiều dày bích thân hộp, S3

Chiều dày bích náp hộp, S4

Bề rộng bích nắp hộp, K3

K3 = K2 – ( 35 ) mm = 45 – 5 = 40 mm Kích thước gối trục: Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D3,

Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ: K2

Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ

Chiều cao h Định theo kích thước nắp ổ

R2 = 1,3 d2 = 18 mm k  1,2.d2  k = 18 mm h: phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thước mặt tựa Mặt đế hộp:

Chiều dày: Khi không có phần lồi S1

Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp

Giữa mặt bên các bánh răng với nhau

Số lượng bulông nền Z Z = ( L + B ) / ( 200  300)  1200 / 200 = 6 chọn

Z = 6 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

CHỌN CẤP CHÍNH XÁC LẮP GHẫP

Khi chọn kiểu lắp, nên ưu tiên sử dụng hệ thống lỗ để tiết kiệm chi phí gia công Việc này giúp giảm bớt số lượng dụng cụ cắt và dụng cụ kiểm tra trong quá trình gia công lỗ.

Kiểu lắp phối hợp trên bản vẽ bao gồm việc lắp nắp ổ lên vỏ H7/d11, lắp bạc chắn giữa bánh răng và ổ lăn F8/k6, và lắp bánh răng lên trục H7/k6 Để thuận tiện cho việc lắp ổ lăn, chúng ta chọn kiểu lắp lên trục k6 và kiểu lắp ổ lên vỏ hộp H7 cho cả ba cặp ổ.

Sai lệch giới hạn then theo chiều rộng b-h9

Sai lệch giới hạn của rãnh then trên trục ghép có độ hở H9

Để lắp ghép vòng trong lên trục và vòng ngoài lên vỏ, cần sử dụng các miền dung sai tiêu chuẩn của trục và lỗ theo TCVN 2245-7 Việc phối hợp các miền dung sai này với các vòng ổ là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất trong quá trình lắp ráp.

Miền dung sai và sai lệch giới hạn của lỗ với kiểu lắp ưu tiên

Miền dung sai Sai lệch giới hạn m

+76 +30 Miền dung sai và sai lệch giới hạn của trục với kiểu lắp ưu tiên

Miền dung sai Sai lệch giới hạn m k6 d11

2 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

-100 -290 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

Để giảm thiểu mất mát công suất do ma sát và mài mòn răng, việc bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc là rất quan trọng Điều này không chỉ giúp đảm bảo thoát nhiệt tốt mà còn phòng ngừa tình trạng hoen gỉ cho các chi tiết máy.

Việc lựa chọn đúng loại dầu, độ nhớt phù hợp và hệ thống bôi trơn hiệu quả sẽ kéo dài tuổi thọ của các bộ truyền, từ đó nâng cao thời gian sử dụng của máy móc.

Khi sử dụng hộp giảm tốc với vận tốc nhỏ, phương pháp bôi trơn bộ truyền bánh răng hiệu quả nhất là vung toé Đối với các hộp giảm tốc nhiều cấp, nếu bánh răng không được ngâm trong dầu, cần điều chỉnh nghiêng bề mặt ghép giữa nắp và thân hộp Đối với hộp giảm tốc đặt đứng, có thể bổ sung thêm bánh răng bôi trơn hoặc vùng bôi trơn để tăng cường hiệu quả.

Dung lượng dầu trong hộp giảm tốc thường dao động từ 0,4 đến 0,8 lít cho mỗi kW công suất truyền Giá trị nhỏ này thường áp dụng cho các hộp giảm tốc có kích thước lớn Chiều sâu ngâm dầu nên đạt khoảng 1/4 bán kính của bánh răng cấp chậm, do đáy hộp giảm tốc cách chân răng của bánh răng nghiêng bị động một khoảng nhất định.

Chọn loại dầu bôi trơn là dầu công nghiệp 45 bôi trơn theo phương pháp lưu thông ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI

SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN

Dùng điện áp thích hợp với động cơ điện

Băng tải làm việc phù hợp với tải trọng cho phép

Trong quá trình làm việc lâu dài cần kiểm tra nhiệt độ dầu ở bộ phận nằm trong phạm vi cho phép không

2 Bảo quản: Định kỳ kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc

Thường xuyên bôi trơn bộ phận ổ nhằm giảm mất giảm lực ma sát giữa các chi tiết lăn

Sau một thời gian sử dụng, cần thay dầu mới để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống, do dầu có thể bị bẩn hoặc biến chất Đồ án CDIO 2 tập trung vào việc thiết kế hệ thống dẫn động kéo tời, giúp nâng cao hiệu quả và độ bền của thiết bị.

Thiết kế hệ thống dẫn động tời kéo đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng và vận hành các thiết bị nâng hạ, kéo, hoặc di chuyển tải trọng lớn.

Đánh giá tải trọng là bước quan trọng để xác định tải trọng tối đa mà hệ thống dẫn động tời kéo cần xử lý Việc này đảm bảo rằng các thành phần như motor, xích và cáp kéo đều đủ mạnh để đáp ứng yêu cầu sử dụng.

Khi lựa chọn động cơ cho hệ thống dẫn động tời kéo, việc xác định công suất và loại động cơ là rất quan trọng Động cơ phải đủ mạnh để đảm bảo hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy, từ đó cung cấp năng lượng cần thiết cho toàn bộ hệ thống.

Chất lượng và loại cáp, xích hoặc dây kéo đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và khả năng chịu tải trọng Việc lựa chọn đúng loại vật liệu và kích thước phù hợp là cần thiết, trong đó đặc tính cơ học của vật liệu cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính bền vững và độ tin cậy cao.

Hệ thống điều khiển là yếu tố quan trọng, đảm bảo điều chỉnh hiệu quả tốc độ, hướng di chuyển và dừng của hệ thống dẫn động tời kéo Thiết kế hệ thống điều khiển cần phải dễ sử dụng và đáng tin cậy để nâng cao hiệu suất hoạt động.

Hệ thống dẫn động tời kéo cần tuân thủ các quy định an toàn và tiêu chuẩn liên quan, đảm bảo an toàn cho người vận hành và tải trọng Cần trang bị các thiết bị bảo vệ như cảm biến quá tải, hệ thống phanh, và cơ chế dừng khẩn cấp để nâng cao mức độ an toàn.

Bảo trì và bảo dưỡng hệ thống dẫn động tời kéo là rất quan trọng, yêu cầu thiết kế cho phép truy cập dễ dàng vào các thành phần và cung cấp hướng dẫn sử dụng chi tiết cùng với lịch trình bảo dưỡng hợp lý Thiết kế này không chỉ đảm bảo sự an toàn mà còn nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong quá trình kéo, nâng hoặc di chuyển tải trọng lớn Việc cân nhắc kỹ lưỡng trong thiết kế hệ thống dẫn động tời kéo là cần thiết để đạt được những tiêu chí này.

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Tời Kéo
Tác giả	Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh
Người hướng dẫn	GV Trương Đình Phong
Trường học	Đại học Duy Tân
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,04 MB
File đính kèm	Hgt_khai_trien.rar (1 MB)