Đồ án thiết kế máy thiết kế hệ thống dẫn động vít tải

Tính toán vỏ hộp, xác định kết cấu chi tiết máy, chọn khớp nối, các chi tiết phụ 7.. -- Tính các Momen tại các tiết diện nguy hiểm... Tại tiết diện A:- Đường kính tại các tiết diện nguy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐÀO TẠO QUỐC TẾ

Trường ĐHSPKT TP.HCM

Khoa : Cơ khí Chế tạo máy

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY, MMH: MDPR310423 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG VÍT TẢI

Hình 1: Sơ đồ động Hình 2: Minh họa vít tải

Điều kiện làm việc

- Tải trọng không đổi, quay một chiều

- Thời gian làm việc 5 năm (300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 6 giờ/ca)

- Sai số tỷ số truyền hệ thống ∆𝑢 𝑢/ ≤ 5%

Số liệu cho trước:

1 Loại vật liệu vận chuyển Muối

2 Năng suất Q (tấn/giờ) 40

1 01 bản thuyết minh tính toán (tóm tắt)

2 01 bản vẽ chi tiết (khổ A3, vẽ chì)

3 01 bản vẽ lắp HGT (khổ A0, bản in)

4 Nộp file mềm (thuyết minh, bản vẽ) trên trang Dạy học số

III NỘI DUNG THUYẾT MINH

1 Tính toán công suất và tốc độ của trục công tác

2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

3 Tính toán các bộ truyền:

 Tính toán bộ truyền ngoài HGT

 Tính toán bộ truyền trong HGT

4 Tính toán thiết kế trục - then

5 Tính chọn ổ lăn

6 Tính toán vỏ hộp, xác định kết cấu chi tiết máy, chọn khớp nối, các chi tiết phụ

7 Lập bảng dung sai lắp ghép

IV TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN

01 - Giới thiệu môn học

02 - Nhận đề đồ án môn học- Phổ biến nội dung, yêu cầu ĐAMH

03 - Tính toán công suất, tốc độ trục công tác

04 - Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

MỤC LỤC

Phần 01: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ TỐC ĐỘ TRỤC CÔNG TÁC 7

7 Chiều rộng bánhđai 15

Phần 04: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 17

12 Kiểm nghiệm răng về quá trìnhtải 24

răng 25

14 Tổng kết các thông số bộ truyền bánhrăng 26

1 Tính toán mối ghép then về dộ bềndập 46

2 Tính toán mối ghép then về độ bềncắt 46

3 Bảng chọn và tính toán điều kiện cảuthen 46

III Bôi trơn hộp giảm tốc 53

SAI 54

1 Thống nhất ghi ba kích thướcchính 54

2 Thông số dung sai vị trí của cáctrục 54

Phần 01: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ TỐC ĐỘ TRỤC CÔNG TÁC

I Tính toán vít tải

1 Giới thiệu chung

2 Cho thông số đầu vào

𝑆: bước vít, = 𝐾 D 𝑆

D(m): đường kính vít tải

K: Hệ số phụ thuộc vào bước vít và trục vít, trong điều kiện bình thường lấy K= 1 n(v/ph): Số vòng quay trục vít, từ CT 12.1 ta có:

60 π D3 ρ cρ: Khối lượng riêng vật liệu, tra theo bảng 2.1

ψ: Hệ số điền đầy, tra bảng 2.2

c: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng (λ) của vít tải, tra theo bảng 2.3

Bảng 2.1: Khối lượng riêng ( ) của một số vật liệu rời thường dùng cho vít tải

STT Vật liệu Khối lượng riêng ( -tấn/m3 ) Ghi chú

Khô, không mài mòn (bột, ngủ cốc, tro bay, bụi than ) 1,2

Ẩm, không mài mòn (mạch nha ẩm, hạt bông) 1,5Nửa mài mòn (xô đa, than cục, muối ăn) 2,5Mài mòn (đá dăm, cát, xi măng) 3,2Mài mòn mạnh và dính (tro, đất khuôn, vôi sống, lưu huỳnh) 4,0

Ta chọn hệ số cản chuyển động của vật liệu = 2,5

Từ đó ta tính được công suất của vít tải:

P=40 × 10367 ׿

- Thông số đầu ra

1 Công suất trên trục vít tải: P = 4,64 (kW)

2 Số vòng quay trên trục vít: n = 132,84(vòng/phút)

Phần 02: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

η – hiệu suất 1 cặp ổ lăn; ol

η – hiệu suất 1 cặp bánh răng; br

η – Hiệu suất bộ đaix

- Công suất cần thiết trên trục động cơ:

Pct = P / η = 4,64/0,91 = 5,09 (kW)lv

- Chọn TST sơ bộ: tra bảng 2.4 trang 21 [1] Hệ dẫn động cơ khí

usb=ud×uh=¿3÷5) ׿3÷5) = ¿9÷25) =10Trong đó: ud – tỉ số truyền của đai;

uh – tỉ số truyền của hộp

- Số vòng quay sơ bộ động cơ:

nsb=nct×usb=132,84 ×1 0=1328,4 (vòng/ phút)Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n = 1000 (vòng/phút)đb

- Chọn động cơ điện phải thỏa mãn điều kiện sau:

2 Phân phối tỉ số truyền

- TST chung của hệ thống u theo công thức (3.23) trang 48[1]:

P1= P2

ηol×ηbr

=0.99 ×0.984,68 =4,82(kWTrục động cơ:Pđc= P1

ubr

=419,643,15 =133,21(vòng/ phútTrục làm việc:

Phần 03: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

1 Thông số đầu vào

- Công suất trên trục dẫn: P1=5,07 (kW)

- Tốc độ quay trên trục dẫn:n1= 940(vòng/phút),

- TST cho bộ truyền đai: u = 2,24đ

2 Chọn loại đai và tiết diện đai

chọn d2= 355 (mm)

- Tính lại TST:

u = d2

d1(1ưξ )= 160 1 0,02( ư355 ) = 2,264Suy ra :

∆uđ = ¿uưu'∨¿

u׿ 100% =2,264 2,242,24ư × 100 %=1,07 %<4

4 Khoảng cách trục

- Chọn tỉ số a/d = 1,2

- Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a:

Công suất trên trục dẫn: P1 = 5,07 (kW)

Tra bảng 4.19 có v=7,95 m/s ; d1=160mm => Nội suy ta có p1=1,85 ; p2=2,96Công suất cho phép: [P0] = p1+(v−v1)× 2−P1

v−v= 2,5

3.Tính toán sơ bộ đường kính trục

- Đường kính trục đầu vào được tính theo công thức sau:

d=3

0,2[τ] với [τ]=15 … 30 MPVới T1=109691 N mm và chọn [τ]=15 MPachotrục I

+ Chọn d1=35 mm, chiều rộng của ổ lăn b01 =21mm

+ Chọn d2=40 mm, chiều rộng của ổ lăn b02 =23 mm

Theo bảng 10.2 [1]

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

→FDx−RBx+ Ft 1−RDx=0

→RBx=1117,77 2852 769,91 3199,86+ − = ( N)

- Vẽ biểu đồ nội lực

Tính các Momen tại các tiết diện nguy hiểm

Tại tiết diện A:

- Đường kính tại các tiết diện nguy hiểm:

Tại tiết diện A:

Tại tiết diện D: vì 𝑀𝑡𝑑𝐷 = 0, để phù hợp kết cấu cũng như lắp đặt, ta nên chọn = 𝑑𝐷 𝑑B

Theo tiêu chuẩn ta chọn lại các đường kính như sau:

→REx−Ft 2−RGx+ Fnt=0

→REx=2852 5813 4193,93 4471+ − = ( N)

-Vẽ biểu đồ nội lực

-Tính Momen tại các tiết diện nguy hiểm:

Tại tiết diện E:

- Tính đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm

Tại tiết diện E: vì 𝑀𝑡𝑑𝐸 = 0, để phù hợp kết cấu cũng như lắp đặt, ta nên chọn = 𝑑𝐸 𝑑GTại tiết diện F:

Tại tiết diện H

dH=3

√MtdH0,1[σ]=√3300192

6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi và độ bền tĩnh khi quá tải:

Xác định hệ số Kσd và Kτd(Theo công thức (10.15) và công thức (10.16)

sB= sσB.sτB

√sσB 2

ε =1,64chọnKτ

ε lớn hơn để tính

√3,75 7,482+ 2=3,35>[s]=2,5Vậy đường kính trục tại tiết tiện B thỏa độ bền mỏi

Tại tiết diện C:

KσdC.σaC+ ψσ.σmC

=2,13× 2 0 ,17261,6 =6,08Với d1 C=3 5 mm, KσdC=(Kσ

εσ

+Kx−1)/ Ky+ Theo bảng 9.1a([1], trang 173): b=10 m ; t1=5 mm

+Kx−1)¿Ky+ Theo bảng 10.10, [1] trang 198 Chọn ετ=0,73

Vậy đường kính trục tại tiết tiện F thỏa độ bền mỏi

Tại tiết diện G:

ετ

+Kx−1)¿Ky+ Theo bảng 10.10, [1] trang 198 Chọn ετ=0,72

+ sτG

2= 6,14 ×16,85

√6,14 16,852

+ 2=5,76>[s]=2,5Vậy đường kính trục tại tiết tiện G thỏa độ bền mỏi

Ta thấy, tất cả các giá trị s > [s] = 2,5

→ Do đó các tiết diện nguy hiểm trên cả 2 trục đều đảm bảo an toàn về độ bền mỏi

5 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh của đường kính trục tại tiết diện

Với Fd=Ft ; Ad=(h−t1)×l

+ Fd: lực dập

+ Ft: lực vòng

+ b: bề rộng then

+ h: chiều cao then

+ t1: chiều cao then trên trục

+ t2: chiều cao then trên mayơ

1 Thông số đầu vào

Tiết diện B (I) D (I) E (II) G (II)

n 419,64 419,64 133,21 133,21Thời gian 18000 18000 18000 18000

2 Chọn loại ổ lăn

Tra bảng ổ bi đỡ 1 dãy

Kí hiệu ổ ĐK trong ĐK ngoài Chiều rộng Tải tĩnh C0 Tải động C Khối lượng

+ Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = 1; V = 1; K = 1 (t t 0≤ 100 C); K = 10

d(tải trọng tĩnh)

⇒

⇒ Q = 1×1×3227×1×1 = 3227 (N)

- Khả năng tải di động : theo công thức (11.1)

Cd = Qm√LVới m = 3 vì ta sử dụng ổ bi

⇒ C = d 3227√3453,21 24787= ( N)=24,787(kN)<¿C

Khả năng động được đảm bảo

- Kiểm tra khả năng tĩnh của ổ

Fa = 0; Q = X0 o×Fr = 0,6×3 227 = 1936,2 (N) (X = 0,6; tra bảng 11.6)0

+ Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = 1; V = 1; K = 1 (t t 0≤ 100 C); K = 10

d(tải trọng tĩnh)

⇒

⇒ Q = 1×1×5845×1×1 = 5845 (N)

- Khả năng tải di động : theo công thức (11.1)

Cd = Qm√LVới m = 3 vì ta sử dụng ổ bi

⇒ C = d 5845√143,86 30626= ( N)=30,626( kN)<¿C

Vậy khả năng động được đảm bảo

- Kiểm tra khả năng tĩnh của ổ

Fa = 0; Q = X0 o×Fr = 0,6×5845 = 3507 (N) (X = 0,6; tra bảng 11.6)0

Như vậy Q < F = 5845 (N) và Q = 5845 (N)0 r 0

Vậy Q = 5,845 (kN) < C0 0

Nên khả năng tĩnh của ổ được đảm bảo

Phần 09: KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ

Chiều dày: Thân hộp

Chiều cao h

Độ dốc

e = (0,8÷1)δ = (6,4÷8)

h < 58 chọn h =40Khoảng 20

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D , D3 2

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp

Giữa mặt bên với các bánh răng với

nhau

∆ >( 1÷ 1,2) δ

∆1¿(3÷ 5)δ và phụ thuộc loại hộpgiảm tốc, lượng dầu bôi trơn tronghộp

- Lắp bánh răng, bánh dai, khớp nối dùng : H7/k6 => ∅ 65H 7 /k6

2 Thông số dung sai vị trí lắp của các trục

C ∅ 35H 7 /k6 G ∅60 k 6/ 130∅ H7