đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tải

ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY HỎI THI... Đặc tính làm việc: va đập nhẹ Khối lượng thiết kế: 01 bản thuyết minh... usb 1.6 Trong đó: nsb là tốc độ quay sơ bộ mà động cơ cần có; nlv là tốc độ quay c

TRƯỜNG CƠ KHÍ – KHOA CƠ ĐIỆN TỬ NCM THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Thông tin sinh viên Sinh viên 1

Sinh viên thực hiện Trần Minh Đức

Mã số sinh viên 20205934

Lớp chuyên ngành KT Cơ khí 03/K65

Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./20… Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./20…

20205934 ME2-03

3.2 Xác định ứng su t cho phép ấ 13

3.2.1 ng su t tiỨ ấ ếp xúc cho phép[σH] và ứng su t uấ ốn cho phép [σF] 13

3.2.2 ng su t cho phép khi quá t i Ứ ấ ả 15

3.3 Tính thiết k ế 15

3.3.1 Xác định thông số cơ bản c a b truyủ ộ ền 15

3.3.2 Xác định các thông số ăn khớp 16

3.3 Ki m nghiể ệm bánh răng 18

3.3.1 Ki m nghiể ệm răng về độ b n ti p xúc ề ế 18

3.3.2 Ki m nghiể ệm răng về độ b n u n ề ố 19

3.3.3 Ki m nghiể ệm độ bền quá t ải: 20

3.4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ, KÍCH THƯỚC HÌNH H C CỌ ỦA ỘB TRUYỀN 21

3.4.1 Các thông số bánh răng 21

3.4.2 Xác định l c tác dự ụng lên tr c ụ 22

3.4.3 L p b ng thông sậ ả ố b ộ 23

Phần 4 Tính tr c, chụ ọn ổ lăn 24

4.1 Ch n kh p n i ọ ớ ố 24

4.1.1 Chọn thông s ố 24

4.1.2 Ki m nghi m kh p n ể ệ ớ ối: 24

4.2 Tính tr c I ụ 25

4.2.1 Tính sơ bộ trục 25

4.2.2 Xác định lực đặt lên tr c ụ 26

4.2.3 Chọn đường kính cho các đoạn tr c ụ 31

4.2.4 Tính và chọn các đoạn then và ki m nghi m ể ệ 31

4.2.5 V kẽ ết c u tr c I ấ ụ 36

4.2.6 Tính, ch n và ki m nghiọ ể ệm ổ lăn cho trục I 36

4.3 Tính tr c II ụ 40

20205934 ME2-03

4.3.2 Xác định l c t các chi tiự ừ ết, b truy n tác d ng lên tr c ộ ề ụ ụ 41

4.3.3 Chọn đường kính các đoạn trục theo mô men tương đương 46

4.3.4 Tính, ch n và ki m nghi m then ọ ể ệ 46

4.3.5 V kẽ ết c u tr c ấ ụ 50

4.3.6 Tính, ch n và ki m nghiọ ể ệm ổ 52

Phần 5: Tính thiết k k t c u ế ế ấ 56

5.1 Tính, l a ch n kự ọ ết c u cho các b ph n, các chi ti t ấ ộ ậ ế 56

5.1.1 Vỏ hộp 56

5.1.2.M t s chi t khác ộ ố tiế 57

5.2 K t cế ấu bánh răng 62

5.2.1 Bánh răng 1 62

5.2.2 Bánh răng 2 63

5.3 Bôi tr ơn 64

5.4 B ng dung sai ả 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

TRƯỜNG CƠ KHÍ

NCM THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

-

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Đề số: Q-3.10 THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Số liệu cho trước:

1 Lực kéo băng tải: 2F = 4520 (N)

2 Vận tốc băng tải: v = 0.74 (m/s)

3 Đường kính tang dẫn băng tải: D = 210 mm ( )

4 Thời hạn phục vụ: Lh = 19000 giờ) (

5 Số ca làm việc: soca = 1 (ca)

6 Góc nghiêng bố trí bộ truyền ngoài @ = 90 (độ)

7 Đặc tính làm việc: va đập nhẹ

Khối lượng thiết kế:

01 bản thuyết minh

01 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A0-

Tính chi tiết trục 2, trục còn lại vẫn tính nhưng ỏ qua kiểm nghiệm b

Sinh viên thiết kế: Trần Minh Đức 20205934

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Minh Quân

CHÚ D N Ẫ

1 Động cơ

2 Nối tr ục đàn hồ i

3 Hộp gi m t c bánh ả ố răng côn răng thẳng

4 Bộ truy ền xích

5 Tang dẫ n c a ủ băng tải

Trong đó P : Công yc suất yêu cầu trên trục động cơ điện

Plv : Công suất trên trục bộ phận máy công tác

η : H iệu suất chung của toàn hệ thống

Plv= 2F v 2.1000 =

4520.0,74 2.1000 = 1,6724 kW

η = ηol2 ηkn η𝑥 ηbr

Ta có:

Hiệu suất của một cặp ổ lăn: 𝜂𝑜𝑙= 0,99

Hiệu suất của bộ truyền xích: ηx= 0,93

Hiệu suất của bộ truyền bánh răng: ηbr= 0,97

Hiệu suấ của khớp nối: t 𝜂𝑘𝑛= 0,99

Thay số

η = ηol2 ηkn ηx η𝑏𝑟= 0,992 0, 0, 0, = 0, 99 93 97 8753

Thay các giá trị tính được của Plvvà η vào công thức (1.1);

Pyc= 2 P ηlv = 2.1,6724

0,8753 = 3,82 kW

20205934 2 ME2-03

Tốc độ quay sơ bộ của động cơ cần có: nsb = nlv usb (1.6) Trong đó: nsb là tốc độ quay sơ bộ mà động cơ cần có;

nlv là tốc độ quay của trục máy công tác (trục bộ phận làm việc);

usb là tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống

Trong đó: usb(x) là t ỉ số tuyền sơ bộ của bộ truyền ngoài (xích);

usb(br) là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền Trong hộp ( bá nh răng ).

Tra bảng ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của:

Truyền động xích: usb(x) = 3

Truyền động bánh răng côn: usb(br) = 3,5

Thay số vào công thức (1.10), ta có tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống

usb= ∏ usbi= usb(x) .usb(br) = 3 3,5 = 10,5

Thay các giá trị vào công thức (1.6) ta có tốc độ quay sơ bộ của động cơ cần có

20205934 3 ME2-03

Kí hiệu động cơ P đc

(KW)

Ndc (v/ph)

Tmax/Tdn Tmm/T mđc

(kg)

1.2 Phân phối tỉ số truy ền

Tỉ số truyền chung của hệ thống: 𝑢𝑐=𝑛𝑑𝑐

𝑛𝑙𝑣=72067,3= 10,7 Với: uc= ∏ ui = u (1.13) br 𝑢𝑥

Trong đó: ui là tỉ số truyền của bộ truyền thứ i trong hệ thống

ubr là tỉ số truyền của cặp bánh răng

𝑢𝑥 là tỉ số truyền của bộ truyền xích

Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng ubr = 4

𝑛𝑖= 𝑛𝑖−1

𝑢(𝑖−1 →𝑖)

20205934 4 ME2-03

Trong đó: nilà tốc độ quay trên trục thứ i;

n(i−1) là tốc độ quay trên trục thứ i 1 (tức là trục phía trước trục i;

-u(i−1)→i là tỉ số truyền ừ trục thứ i 1 sang trục thứ i; t

-Cụ thể, tiến hành tính theo trình tự: ndc => nI => n => n II lv, t

Trong đó:

- Tốc độ quay trên trục động cơ: nđc (vg/ph);

- Tốc độ quay trên Trục I (trục vào của HGT): nI = 𝑛𝑑𝑐

- Công suất trên trục bộ phận công tác: Plv = 1,6724 (kW);

- Công suất trên Trục II (trục ra của HGT): 𝑃𝐼𝐼= 2𝑃𝑙𝑣

η𝐼𝐼→𝑙𝑣=2.1,67240,93 = 3,6 (kW)

- Công suất trên Trục I (trục vào của HGT): 𝑃𝐼= 𝑃𝐼𝐼

η 𝐼→𝐼𝐼= 3,60,96= 3,75 (kW)

- Công suất trên trục động cơ (thực cần – khác với công suất danh nghĩa của độngcơ): 𝑃𝑑𝑐,𝑡= 𝑃𝐼

η 𝑑𝑐→𝐼=3,750,98= 3,83 (kW)

- ηII→lv = ηx = 0,93

- ηI→II = ηol ηbr = 0,99.0,97 = 0,96

20205934 5 ME2-03

- ηđc→I = ηk ηol = 0,99.0,99 = 0,98

1.3.3 Mômen xoắn trên các trục

Sau khi đã có công suất và tốc độ quay, ta tính mô men xoắn trên các trục theo công thức:

𝑇𝑖= 9,55 10 6𝑃𝑖

𝑛𝑖Trong đó: Pi, n , Ti i tương ứng là công suất, tốc độ quay và mô men xoắn trên trục i; Thay số vào công thức, ta có:

20205934 6 ME2-03

PHẦN 2 TÍNH TOÁN THI T K B TRUY Ế Ế Ộ ỀN XÍCH

Thông số đầu vào

𝑢 | 100%= 0,19% 4% < thỏa mãn

Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích:

𝑃𝑡= 𝑃 𝑘 𝑘𝑧𝑘𝑛≤ [𝑃](𝑡𝑟𝑎𝑛𝑔 𝑠á𝑐ℎ 𝑡ậ𝑝 𝐼)80Trong đó: 𝑃 là công su t c n truyấ ầ ền với 𝑃 =𝑃 𝐼𝐼

2 = 3,62 = 1,8 (kW)

81

Pt – Công suất tính toán: Pt = P.k.kz.kn

20205934 39 ME2-03

- k1 là kho ng cách t mả ừ ặt mút c a chi tiủ ết quay (bánh răng côn) đến thành trong c a h p ủ ộ

- k2 là kho ng cách t mả ừ ặt mút ổ đến thành trong c a h p ủ ộ

- k3 là kho ng cách t mả ừ ặt mút chi tiết quay đến nắp ổ

- hn là chiều cao n p ( có th lắ ổ ể ấy lớn hơn số liệu cho trong bảng vì tăng bền cho n p ) ắ ổ

Tra b ng 10.5[1]-195, có ả [𝜎]2= 67 𝑀𝑃𝑎 vì v t li u là thép 45 nhi t luy n tôi c i thi n vậ ệ ệ ệ ả ệ ới σb= MPa

3

= 24 01, (mm) Tiết diện l p ắ ổ lăn:

dol20≈ dol21= d20= √Mtđ21

0.1 [𝜎]2

3

= √119250,070,1.67

3

= 25 81, (mm) Tiết diện l p bắ ộ truyền xích:

dx22= dx24= d24= √Mtđ24

0.1.[𝜎]2

3

= √379948,58 0,1.67 =22,85 (mm) Chọn đường kính các đoạn tr c ụ

Ta c n chầ ọn theo dãy đường kính tiêu chu n và lẩ ớn hơn để đảm bảo độ bền

20205934 43 ME2-03

=> chiều dài then: l=(0,8÷0,9).𝑙𝑚23=(0,8÷0,9).30 =24÷27mm

=> Chọn chiều dài then theo dãy tiêu chuẩn l= 25(mm)

Kiểm nghiệm then:

Ứng suất dập: 𝜎𝑑=𝑑.𝑙.(ℎ−𝑡2.T

1 )≤ 𝜎[ 𝑑]

[ ]d là ứng suất dập cho phép

d- đường kính trục,mm, xác định được khi tính trục

Tra bảng 9.5 với dạng lắp cố định,vật liệu moay ơ là thép đặc tính tải trọng va đập nhẹ ta

=> chiều dài then: l=(0,8÷0,9).𝑙𝑚22=(0,8÷0,9).37 =29,6÷33,3mm

=> Chọn chiều dài then theo dãy tiêu chuẩn l= 32(mm)

Kiểm nghiệm then:

Ứng suất dập: 𝜎𝑑=𝑑.𝑙.(ℎ−𝑡2.T

1 )≤ 𝜎[ 𝑑]

[ ]d là ứng suất dập cho phép

d- đường kính trục,mm, xác định được khi tính trục

Tra bảng 9.5 với dạng lắp cố định,vật liệu moay ơ là thép đặc tính tải trọng va đập nhẹ ta

có [ d ] =100Mpa

Theo bài ra ta có :

𝜎𝑑=25 322.95500 .(7−4)= 79,93Mpa <100 MPa

Ứng suất cắt:

20205934 44 ME2-03

𝜏𝑐= 2 T

𝑑 𝑙 𝑏≤ [𝜏𝑐] Với [ ]C là ứng suất cắt cho phép, then bằng thép 45 chịu tải trọng va đạp vừa nên [ ]C

= 40 60 MPa ÷

𝜏𝑐=2.9550025.32.8= 29 84, 𝑀𝑝𝑎 < [𝜏𝑐]

4.3.4.2 Kiể m nghi m tr ệ ục theo độ b n m i ề ỏ

Độ bền của trục được đảm bảo nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:

𝑠𝑗= 𝑠𝜎𝑗 𝑠𝜏𝑗

√𝑠𝜎𝑗 2+ 𝑠𝜏𝑗 2≥ [𝑠]

trong đó : s - hệ số an toàn cho phép, thông thường s = 1,5→ 2,5 (khi cần tăng độ cứng s =

2,5→3, như vậy có thể không cần kiểm nghiệm về độ cứng của trục) sj và sj hệ số an toàn chỉ - xét đến riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất tiếp tại tiết diện j :

Kσdjσaj+ ψσ mjσ

Kτdjτaj+ ψτ mjτtrong đó : 1 và 1 - giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kỳ đối xứng Có thể lấy gần đúng

𝜓𝜎, 𝜓𝜏 là hệ số kể đến ảnh hưởng của các trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi ,tra bảng

K - h s t p trung ng su t do tr ng thái b mx ệ ố ậ ứ ấ ạ ề ặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công

và độ nhẵn bề mặt cho trong b ng 10.8, lả ấy: K = 1,09 x

K - h s y ệ ố tăng bề mặt tr c, cho trong b ng 10.9 ph thuụ ả ụ ộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệ Ởu đây ta không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó Ky = 1;

𝜀𝜎 và - h s𝜀𝜏 ệ ố kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến gi i hớ ạn mỏi;𝜀𝜎20= 𝜀𝜎21= 0, ; 𝜀88 𝜎22= 𝜀𝜎24= 0,90; 𝜀𝜎23= 0, ; ε87 τ20= ετ21= 0,81; ετ22=

20205934 47 ME2-03

Tính toán kiểm nghiệm khả năng chịu tải của ổ lăn:

Ta thấy Fr1< Fr0 nên xét Fa2Fr1 =590,441923,32= 0,31 > 0,3 ta ch n loọ ại ổ đũa côn

Dựa vào phụ lục 2.11, với đường kính ngõng trục = 30mm , ta chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ:

Theo bảng 11.4,với ổ đũa côn: e=1,5tg =1,5tg(∝ 13 67, 0)= 0,36

Sơ đồ bố trí ổ lăn

Khả năng chịu tải động

Theo công thư c 11.1[1]-213

𝐶𝑑= 𝑄 𝐿𝑚√

Trong đo :

+ Q t– a i tro ng đô ng quy ươ c (kN)

+ L – tuô i tho t nh bi ă ng triêu vo ng quay

F = Max ( Fa0 a0 , Fs0 ) = 1165,13N

F = Max ( Fa1 a1 , Fs1 ) = 574,69N Xét tỷ số

-Theo công thức 11.18, Ta có:Qt ≤C0trong đó:

Qt:tải trọng tĩnh quy ước (kN)

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

Chiều dày: Thân hộp, δ

Nắp hộp, δ1

δ = 0,03Re + 3 = 0,03.139,15 + 3 = 7,17(mm) Chọn δ = 8 (mm)

δ1 = 0,9.δ = 0,9 8 = 7,2(mm) chọn δ1 = 8 (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 chọn h= 35 mm khoảng 20

d = (0,8÷0,9)d = 9,6÷10,8mm 3 2

Chọn d3 = 10 (mm)

d = (0,6÷0,7)d4 2 = 7,2÷8,4 chọn d4 = 8 (mm)

d = (0,5÷0,6)d5 2 = 6÷7,2 chọn d2 = 7 (mm) Mặt bích ghép nắp và thân:

Chiều dày bích thân hộp, S3

20205934 52 ME2-03

Kích thước gối trục:

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít tra

theo bảng 18-2-88[02] dựa vào

đường kính ngoài của ổ lăn đã

chọn ở phần trước hoặc theo công

S2 = (1 1,1)d = 161 17,6 Chọn S2 = 16 (mm)

K1 = 3d = 3.16 48 (mm), 1 =

q ≥ K + 2δ = 1 48 + 2.7 = 62 (mm) Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy

hộp

Giữa mặt bên của các bánh răng với

nhau

Δ ≥ (1÷1,2)δ = (1 1,2).8 = (8÷9,6) chọn Δ = 8 (mm)

Δ1 ≥ (3÷5)δ = (3 5).8 = (24÷40) chọn Δ1 = 30 (mm)

Đường kính nắp ổ được xác định theo bảng

(trong đó D là đường kính ổ lăn đã chọn ở phần 4)

Tên chi tiết: Chốt định vị

Chức năng: nhờ có chốt định v , khi xiị ết bu lông không làm bi n d ng vòng ngoài cế ạ ủa

ổ (do sai l ch vệ ị trí tương đối c a nủ ắp và thân) do đó loại trừ được các nguyên nhân làm chóng bổ ị hỏng

Tên chi tiết: cửa thăm

Chức năng: để kiểm tra quan sát các chi ti t trong h p khi lế ộ ắp ghép và để đồ ầ d u vào hộp, trên đỉnh h p có làm cộ ửa thăm Cửa thăm được đậy b ng nằ ắp, trên nắp có nút thông hơi Thông số kích thước: tra bảng 18.5Tr92[2] ta được

Tên chi tiết: nút thông hơi

Chức năng: khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp người ta dung nút thông hơi

Thông số kích thước: tra bảng 18.6Tr93[2] ta được

Tên chi tiết: nút tháo dầu

Chức năng: sau 1 thời gian làm vi c dệ ầu bôi trơn có chứa trong h p bộ ị b n (do b i bẩ ụ ẩn hoặc hại mài…) hoặc dầu bị biến chất Do đó cần phải thay d u mầ ới, để tháo dầu cũ, ởđáy hộp có lỗ tháo d u, lúc làm vi c lầ ệ ỗ này bị bít kín b ng nút tháo d u ằ ầ

Tên chi tiết: que thăm dầu

Que thăm dầu:

Chức năng que thăm dầu: dùng để kiểm tra mức d u, chất lượầ ng dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt khi máy làm vi c 3 ệ

ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngoà i

Số lượng 1 chi c ế

Ổ lăn làm việc trung bình và bôi trơn bằng mỡ ta chọn làm kín động gián tiếp bằng vòng phớt Chi tiết vòng phớt:

Chức năng: bảo vệ ổ lăn khỏi bám b i, chụ ất lỏng h t c ng và các t p ch t xâm nh p vào ạ ứ ạ ấ ậ

ổ, những chất này làm chóng bổ ị mài mòn và han gỉ

Thông số kích thước: tra bảng 15.17Tr50[2] ta được

b m

Chức năng: dùng để đỡ ổ lăn tạo thuận lợi cho việc lắp ghép và điểu chỉnh

bộ phận ổ cũng như điều chỉnh ăn khớp của bánh răng côn

Quy trình chế tạo: Đúc phôi => Phay răng => Tôi cải thiện

20205934 59 ME2-03

5.3 Bôi trơn

Bộ truyền ngoài: do không có che chắn nên cần bôi trơn định kỳ

Bộ truyền trong: Khi ổ lăn được bôi trơn đúng kỹ thuật, nó sẽ không bị mài

mòn, ma sát trong ổ sẽ giảm, giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc

trực tiếp với nhau, điều đó sẽ bảo vệ được bề mặt và tránh được tiếng ồn

Thông thườngcác ổ lăn đều có thể bôi trơn bằng dầu hoặc mỡ, nhưng trong thực tế thì người

ta thường bôi mỡ vì so với dầu thì mỡ bôi trơn được giữ trong ổ dễ dàng hơn, đồng thời có khả năng bảo vệ ổ tránh tác động của tạp chất và độ ẩm Ngoài ra mỡ được dùng lâu dài ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ theo bảng 15.15a[2] trang 45 ta dùng loại mỡ LGMT2

Truc va vo ng chă n dâ

k6ϕ25+0,065 ϕ25+0,002

20205934 61 ME2-03

1 Tính toán thi t k h ế ế ệ ẫ d n ng khí t p 1 độ cơ – ậ –

Nhà xuất bản giáo d c; PGS.TS ụ – Trị nh Chất – TS

Lê Văn Uyển

2 Tính toán thi t k h ế ế ệ ẫ d n ng khí t p 2 độ cơ – ậ –