Đồ án chi tiết máy là một môn học rất cần thiết đối với sinh viên nghành cơ khí để giải quyết vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục đích của môn học là hệ thống lại kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lí làm việc và phương pháp tính toán, thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy.
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
P HÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Trong đó: v- vận tốc bang tải hoặc xích tải, m/s
D- đường kính thang quay, mm;
+ chọn số truyền chung sơ bộ:
Vậy số vòng quay sơ bộ củ động cơ ( ) là:
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ = 3000 vòng/phút
Với điều kiện chọn của động cơ là :
Dựa vào bảng P1.3 các thông số kỹ thuật của động cơ 4A với = 5,33 (kw) và 3000 (vòng/phút) ta dùngđộng cơ 4A112M2Y3 có (kw), )22
1.2 Phân ph i t s truy n.ối tỷ số truyền ỷ số truyền ối tỷ số truyền ền.
1.2.1.Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc.
- Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền động được tính theo công thức (Theo 3.23 trang
48) Tài Liệu 1 ta có : ut = = = 35
1.2.2.Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc.
-Tính tỉ số truyền cấp nhanh ( )và tỉ số truyền cấp chậm ( ) : + Tỉ số truyền của hộp giảm tốc(uh) tính theo công thức :
Tromg đó : + : tỉ số truyền của bộ truyền ngoài
-Với hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ:
-Đối với hộp giảm tốc khai triển ta có: u1= 1,2u2 (2) , theo công thức 3.11 / 43 [TL1]
Tính toán các thông số trên các trục
1.3.1.Tính công suất trên các trục.
1 3.2 Tính số vòng quay trên các trục.
1.3.3 Tính mômen xoắn trên các trục.
Ta có : Ti= do đó ta tính được:
Bảng thông số trên các trục
Thông số ĐỘNG CƠ I II III
Số vòng quay(vòng/phút) 2922 974 263,2 84,9
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
T HIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM
3.1.Thi t k tr c.ết kế bộ truyền đai: ết kế bộ truyền đai: ục.
Vật liệu chế tạo các trục I là thép 45 có σb = 600 MPa
Vật liệu chế tạo các trục II, III là thép 45 có σb = 600 MPa Ứng suất xoắn cho phép: [τ] = 12 20 Mpa
3.1.2 Xác định sơ bộ đường kính trục:
Theo công thức 10-9/188[TL1] ta có
[τ] :ứng suất xoắn cho phép, Mpa Chọn [τ1] = 25 Mpa
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI
T ÍNH CHỌN Ổ LĂN
Kσ/εσ : Trị số với bề mặt trục lắp có độ dôi được tra trong bảng 10-11/198[TL1]
Tỉ số Kσ/εσ Tỉ số Kτ/ ετ Kσd Kτd Sσ Sτ S Rãnh then
Kết quả trên cho thấy các tiết diện nguy hiểm trên 3 trục đều đảm bảo an toàn về
3.2 Tính ch n lăn.ọn động cơ điện ổ lăn.
Ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy:
Dựa vào đường kính ngõng trục d0(mm) Tra bảng P2.7[1], chọn ổ bi đỡ cỡ trung, có ký hiệu 306 d0mm, Drmm, Bmm, r=2mm, đường kính bi,3mm, C"kN,
Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động.
Theo công thức 11.3[1] với Fa=0 tải trọng quy ước Q=X.V.Fr.kt.kd
Trong đó: kiểm nghiệm ở ổ trục chịu tải lớn
Vậy ta kiểm nghiệm với ổ Fr123,85 Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X=1
V=1 khi vòng trong quay kt=1 vì nhiệt độ t≤100 0 với làm việc êm kđ=1
Theo công thức 11.1[1] khả năng tải động tuổi thọ của ổ bi m=3
Hệ số khả năng tải động: Cd = 1,88 ,7 kN
Loại ổ lăn đã chọn đảm bảo khả năng tải động. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh.
Tải trọng tĩnh tính theo công thức 11.19[1] với Fa=0
Với Xo =0,6 tra theo bảng 11.6[1].
Theo công thức 11.20[1] Qt=Fr=1,72kN
Chọn Q=Qt để kiểm tra vì Qt>Qo=> Q=1,72 kNloại ổ lăn này thỏa mãn khả năng tải tĩnh.
3.2.2 Chọn ổ lăn cho trục II.
Xét tỷ số: Fa/Fr 2,9/2087,5= 0,45 tức là có lực dọc trục trên trục II nên ta chọn ổ lăn là ổ bi đỡ chặn một dãy :
Dựa vào đường kính ngõng trục d 0 (mm) Tra bảng P2.12 tr.263, chọn loại ổ bi đỡ chặn cỡ trung, có ký hiệu 46306. Đường kính trong d0(mm), đường kính ngoài D=(mm), khả năng tải trọng C%,6kN, khả năng tải tĩnh C0,17kN, b(mm), r=2(mm).
Tính tỉ số : i.Fa1 / C0 với : +i : số dãy con lăn, i= 1
, nội suy ta được e= 0,37 ; góc tiếp xúc
Lực dọc trục hướng tâm sinh ra trên các ổ
Phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng
Phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên trái bánh răng
F a F S F at = 1056,4-942,9 = 113,5 (N) < Fs1 nên F1a 21,6 N Tính tỷ số
Suy ra , tra bảng 11.4/216 ta chọn được : X0 = 0,45
Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn.
Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động
Với : m: bậc của đường cong mỏi, m=3 đối với ổ lăn ;
L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ Với Lh= 10000 giờ
Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh
3.2.3.Chọn ổ lăn cho trục III.
Xét tỷ số: 942,9/2087,5= 0,45 tức là có lực dọc trục trên trục III nên ta chọn ổ lăn là ổ bi đỡ chặn một dãy :
Dựa vào đường kính ngõng trục d E (mm) Tra bảng P2.12 tr.263, chọn loại ổ bi đỡ chặn cỡ trung, có ký hiệu 46309. Đường kính trong dE(mm), đường kính ngoài D0(mm), khả năng tải trọng CH,1kN, khả năng tải tĩnh C0= 37,7 kN, b% (mm), r= 2,5 (mm).
Tính tỉ số : i.Fa1 / C0 với : +i : số dãy con lăn, i= 1
, nội suy ta được e= 0,3 ; góc tiếp xúc
Lực dọc trục hướng tâm sinh ra trên các ổ:
Phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng
Phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng
Suy ra , tra bảng 11.4/216 ta chọn được : X0 = 0,45
- Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn.
Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.F1a ) kt kd =(1.1.5025,37+ 0.1507,6)1.1P25,37 (N) Tải quy ước Q = max(Q0 , Q1 )= 5069,4 N
- Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động
Với : m: bậc của đường cong mỏi, m=3 do tiếp xuc điểm ;
L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ Với Lh= 10000 giờ
- Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh
3.3.Tính ch n kh p n i.ọn động cơ điện ớp nối ối tỷ số truyền.
Nối trục đàn hồi dùng để nối hai trục III và trục IV để truyền chuyển động mà giảm được rung động
Số vòng quay n,9 vòng/phút Đường kính ra của hộp giảm tốc dH mm
Mômen xoắn truyền qua trục nối :
Chọn hệ số tải động k=1,5 Theo bảng 16.1
Ta chọn nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, để chế tạo và giá rẻ:
Theo trị số momen và đường kính trục ta chọn kích thước trục nối (Bảng 16.10a )
MS8,88 Nm dH mm; D0 mm; dmmm; L5 mm; l0 mm; d1mm
Chốt: thép CT45 thường hóa
Vòng đàn hồi bằng cao su: Ứng suất dập cho phép của vòng cao su:
d (2 4) MPa Ứng suất uốn của chốt
M 70 / N mm 2 80 / N mm 2 Điều kiện về sức bền dập của vòng cao su
=>Thỏa mãn điều kiện về sức bền dập Điều kiện sức bền của chốt:
=>Thỏa mãn điều kiện sức bền của chốt
T ÍNH CHỌN KHỚP NỐI
CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP
4.1 Thi t k v h p gi m t cết kế bộ truyền đai: ết kế bộ truyền đai: ỏ hộp giảm tốc ộng cơ điện ảm tốc ối tỷ số truyền.
4.1.1.Tính kết cấu của vỏ hộp
Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32.
Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.
Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32.
Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc :
Nắp hộp, δ1 δ = 0,03a + 3 = 0,03.165 + 3 = 7,95 (mm) Chọn δ = 8 (mm) δ1 = 0,9.8 = 7,2 (mm) chọn δ1 = 7 (mm) Gân tăng cứng: Chiều dày, e
Chiều cao, h Độ dốc e = (0,8÷1)δ = 6,4 ÷ 8 mm Chọn e = 8 (mm) h< 58 mm, h= 5 =5.8@mm khoảng 2 0 Đường kính:
Bulông ghép bích nắp và thân,
Vít ghép nắp của thăm, d5 d1> 0,04a + 10 = 0,04.165 + 10 = 16,04 (mm) Chọn d1 = 16 (mm) d2 = (0,7÷0,8)d1 = 11,2÷12,8 mm chọn d2 12(mm) d3 = (0,8÷0,9)d2 = 9,6÷10,8 mm chọn d3 = 10 (mm) d4 = (0,6÷0,7)d2 = 7,2÷8,4 chọn d4 = 8 (mm) d5 = (0,5÷0,6)d2 = 6÷7,2 chọn d5 = 7 (mm) Mặt bích ghép nắp và thân:
Chiều dày bích thân hộp, S3
Chiều dày bích nắp hộp, S4
Chiều rộng bích nắp và thân, K3
Kích thước gối trục: Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D3, Trục I: D2 = 130 (mm), D3 = 160(mm)
THIẾT KẾ VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP
T HIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT PHỤ
Vị trí D mm D mm 2 D mm 3 D mm 4 d mm 4 Z h
4.2 Thi t k các chi ti t phết kế bộ truyền đai: ết kế bộ truyền đai: ết kế bộ truyền đai: ục.
4.2.1 Cửa thăm Để kiểm tra qua sát các chi tiết máy trong khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Dựa vào bảng 18.5/tr92[2] ta chọn được kích thước cửa thăm như hình vẽ sau:
Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên.Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi.Nút thông hơi thường được lắp trên nắp cửa thăm Tra bảng 18.6/tr93[2] ta có kích thước nút thông hơi
Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp, bị bẩn (do bụi bặm và do hạt mài), hoặc bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới Để thay dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu.Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu Dựa vào bảng 18.7/tr93[2] ta có kích thước nút tháo dầu d b m f L c q D S D o
4.2.4 Que thăm dầu Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như hình vẽ
Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ lắp ở
B ÔI TRƠN CHO HỘP GIẢM TỐC
4.2.6 Bu lông vòng Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng. Kích thước bulông vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc.Với hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp tra bảng 18-3b[2] ta có Q = 160(kG), do đó theo bảng 18-3a/89[TL2] ta dùng bulông vòng M8
4.3 Bôi tr n cho h p gi m t cơ điện ộng cơ điện ảm tốc ối tỷ số truyền.
4.3.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc
Do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu.Với vận tốc vòng của bánh răng trụ v=2,814m/s, tra bảng 18-
Theo bảng 18-13 ta chọn được loại dầu bôi trơn là AK-20.
4.3.2 Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc
Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bôi trơn định kì bằng mỡ.
Bảng thống kê giành cho bôi trơn
Tên dầu hoặc mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu hoặc mỡ
Thời gian thay dầu hoặc mỡ Dầu ô tô máy kéo
Mỡ T Tất cả các ổ và bộ truyền ngoài
2/3chỗ rỗng bộ phận ổ 1 năm
4.4 Xác đ nh ch đ l p trong h pịnh chế độ lắp trong hộp ết kế bộ truyền đai: ộng cơ điện ắp trong hộp ộng cơ điện
T Tên mối ghép Kiểu lắp Sai lệch giới hạn của lỗ và trục(m)
1 Bánh trụ răng thẳng 1 và trục I 32 7
3 Vòng trong ổ lăn với trục I 30k6 +15
4 Vòng ngoài ổ lăn trục I lắp với thân
6 Trục I và vòng trong bạc chặn 28 7
7 Bánh trụ răng thẳng 2 và trục II 38 7
8 Bánh trụ răng nghiêng 3 và trục II 38 7
10 Vòng trong ổ lăn với trục II 35k6 +15
11 Vòng ngoài ổ lăn trục II lắp với thân
15 Bánh trụ răng nghiêng 4 và trục III 55 7
17 Vòng trong ổ lăn với trục
18 Vòng ngoài ổ lăn trục III lắp với thân
20 Trục III và vòng trong bạc chặn 50 7
Hộp giảm tốc là một thiết bị để giảm tốc độ vòng quay tăng momen xoắn Đây là thiết bị trung gian giữa động cơ và các bộ phận khác của máy trong dây truyến sản xuất.
Sau một thời gian dài nghiên cứu, tính toán và thiết kế được sự trợ giúp tận tình của Thầy Trần Văn Hiếu và các thầy cô trong bộ môn và toàn thể các bạn Đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học chi tiết máy 2 với đề tài “ THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI”.
Dựa trên những kiến thức đã học trong trường và một số tài liệu tham khảo, em đã thực hiện đồ án với nội dung chính:
PHẦN I:Tính toán động học hệ dân động cơ khí
PHẦN II:Thiết kế các chi tiết truyền động
PHẦN III: Thiết kế các chi tiết đỡ nối
PHẦN IV:Thiết kế vỏ hộp giảm tốc,các chi tiết phụ và chọn chế độ lắp trong hộp.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em mong các Thầy tận tình chỉ bảo, giúp đỡ.
Em xin chân thành cảm ơn !
TÀI LI U THAM KH OỆU THAM KHẢO ẢO
1.Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1,2 – NXB KH&KT, Hà Nội,2007
2.Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy, tập 1,2 – NXB GD, Hà Nội,2006
3.Ninh Đức Tốn – Dung sai và lắp ghép – NXB GD, Hà Nội, 2004