đồ án môn học thiết kế cơ khí mã đề 2 h3

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU- Tham dự lớp hướng dẫn, thực hiện làm đồ án, báo cáo công việc đã thựchiện và tiến độ định kỳ tại các bộ môn chuyên môn.- Dụng cụ học tập: Mô hình học cụ, bản vẽ k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA

KHOA CƠ KHÍ – CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ CƠ KHÍMã đề: 2/H3

Học kỳ 2 Năm học 2022 - 2023

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Hiện nay Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đang đóng một vai trò rất quantrọng trong việc nâng cao năng suất lao động Những thành tựu của cuộc cáchmạng khoa học kỹ thuật được áp dụng rộng rãi vào nền kinh tế đưa đến nhữngđổi thay chưa từng có trong lịch sử loài người Nhận thức được tầm quan trọngcủa khoa học công nghệ có ảnh hưởng quyết định đến chiến lược phát triển đấtnước, Nhà nước ta đã ra sức đào tạo nghiên cứu khoa học kỹ thuật, khuyến khíchđầu tư nhằm phát triển nhanh nền khoa học kỹ thuật nước nhà.

Là sinh viên của chuyên ngành Kỹ thuật Cơ Điện tử, sau thời gian học tậpvà rèn luyện tại Trường Đại học Phenikaa, được sự giảng dạy tận tình của cácthầy cô đặc biêt là TS Vũ Lê Huy trực tiếp hướng dẫn, em đã hoàn thành Đồ ánThiết kế hệ thống truyền động của kho hàng tự động.

Qua bản đồ án này, em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Vũ LêHuy và các thầy cô Khoa Cơ khí – Cơ Điện tử Trường Đại học Phenikaa Trongquá trình thực hiện đồ án, với trình độ kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thựctế còn hạn chế nên của em không thể tránh được những thiếu sót Do đó, em rấtmong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của thầy cô, cũng như đóng góp của các bạn.Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 06/2023

Sinh viên thực hiện

Trần Quang Huy

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

1 MỤC ĐÍCH:

Môn học “Đồ án thiết kế Cơ khí” là đồ án đầu tiên của sinh viên ngành CơĐiện Tử với đối tượng tập trung vào giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết kếvề cơ khí, qua đó sinh viên được cung cấp các kiến thức và kỹ năng thực hiệnmột vấn đề thiết kế nguyên lý cũng như kết cấu cơ khí gần với thực tế.

2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tham dự lớp hướng dẫn, thực hiện làm đồ án, báo cáo công việc đã thựchiện và tiến độ định kỳ tại các bộ môn chuyên môn.

- Dụng cụ học tập: Mô hình học cụ, bản vẽ kỹ thuật, phim tư liệu, thiết bị vàtài liệu hướng dẫn sử dụng của các mô đun và các cumk kết cấu tiêu chuẩn.

- Báo cáo công việc đã thực hiện và tiến độ đồ án với giáo viên hướng dẫn

3 KẾT QUẢ

- Nội dung chủ yếu của học phần là tập chung vào việc phân tích đối tượngvà nhiệm vụ thiết kế của đồ án, trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp thiết kế cơ khíphù hợp và tối ưu nhất cho hệ thống.

- Sau khi lựa chọn được đối tượng, đề xuất nhiệm vụ thiết kế, tiến hànhphân tích tính chọn cơ cấu chấp hành và các hệ thống dẫn động cho các cơ cấu.

- Tính toán các thông số của hệ thống: Động học, động lực học, lựa chọnnguồn lực dẫn động, lựa chọn vật liệu, tính toán các thông số hình học của cácchi tiết và cụm cơ cấu…

- Tiến hành vẽ bản vẽ thiết kế thể hiện đầy đủ các kết cấu của chi tiết vàcụm kết cấu cơ khí (bản vẽ lắp của hệ thống cơ khí được thiết kế, bản vẽ chế tạomột chi tiết điển hình trong hệ thống)

- Sau khi có các kết quả, nhận xét đánh giá so với yêu cầu đối với nhiệm vụđược giao, tiến hành đóng gói sản phẩm, với mục đích hoàn thiện sản phẩm vềlĩnh vực cơ khí của một đối tượng Cơ Điện tử.

4 KẾT LUẬN

Kết thúc học phần sinh viên có được một cái nhìn tổng quan về vấn đề thiếtkế một hệ thống cơ khí (lý thuyết và thực tiễn) trong ngành Cơ Điện tử Nhữngcông việc có thể đảm nhiệm của người cử nhân/kỹ sư cơ điện tử sau khi tốtnghiệp Giúp sinh viên có được sự tự tin và say mê với ngành nghề lựa chọn củamình.

ABSTRACT1 PURPOSE

The subject "Mechanical Design Project" is the first project of Mechatronicsstudents with the object focusing on solving problems related to mechanical design,through which students are provided with knowledge and skills to carry out a designproblem with principles as well as mechanical structures close to reality.

- After selecting the object, propose the design task, conduct the analysis to selectthe actuator and drive systems for the structures.

- Calculation of system parameters: kinematics, dynamics, selection of drivingresources, selection of materials, calculation of geometrical parameters of structuralcomponents and assemblies

- Carry out drawing design drawings showing fully the structure of mechanicalstructural details and assemblies (assembly drawing of the designed mechanical system,fabrication drawing of a typical part in the system)

- After having the results, commenting and evaluating against the requirements forthe assigned task, proceed to pack the product, with the aim of perfecting the product inthe mechanical field of a Mechatronic object.

4 CONCLUSION

At the end of the course, students get an overview of the problem of designing amechanical system (theoretical and practical) in Mechatronics Jobs that can be assumedby bachelors / mechatronics engineers after graduation Helping students gainconfidence and passion for their chosen profession.

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT 13

KẾ HOẠCH VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN 14

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 15

1.4.3 Tiêu chuẩn hóa 16

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường và xã hội 17

1.4.5 Đạo đức 17

1.4.6 Kinh tế 17

1.5 Trình tự tính toán thiết kế 17

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 18

2.1 Thông số thiết kế của hệ thống 18

2.2 Xác định công suất yêu cầu 18

2.2.1 Tính toán cho quá trình nâng của hệ 18

2.2.2 Tính toán cho quá trình hạ và giữ hệ 19

2.2.3 Hiệu suất của hệ dẫn động 20

2.2.4 Công suất cần thiết trên trục động cơ 20

2.2.5 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ 20

2.3 Tính chọn động cơ 21

2.3.1 Chọn loại động cơ 21

2.4 Phân phối tỉ số truyền 22

2.5 Tính các thông số trên các trục 22

2.5.1 Số vòng quay trên các trục 22

2.5.2 Công suất trên các trục 22

2.5.3 Mômen xoắn trên các trục 23

CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (XÍCH) 24

3.1 Thông số thiết kế bộ truyền xích 24

3.9 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích 30

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP BÁNH RĂNG CÔN RĂNGTHẲNG 31

4.1 Thông số thiết kế bộ truyền trong hộp 31

4.2 Chọn vật liệu 31

4.3 Xác định ứng suất cho phép 32

4.3.1 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép 32

4.3.2 Ứng suất cho phép khi quá tải 34

4.6 Xác định một số thông số của bộ truyền bánh răng 36

4.7 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 36

4.7.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 36

4.7.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 38

4.8 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng 40

4.9 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 41

4.10 Tính chọn khớp nối 42

4.10.1 Chọn khớp nối 42

4.10.2 Kiểm nghiệm độ bền dập và độ bền uốn của chốt 43

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ PHẦN TRỤC 44

5.1 Thông số thiết kế trục 44

5.2 Sơ đồ phân tích lực 44

5.2.1 Sơ đồ lực tác dụng lên các trục trong hộp 44

5.2.2 Giá trị lực từ các chi tiết, bộ truyền tác dụng lên trục 45

5.3 Thiết kế sơ bộ trục 45

5.3.1 Chọn vật liệu chế tạo trục 45

5.3.2 Tính sơ bộ đường kính trục I và II 45

5.3.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực trên trục I và II 46

5.4 Chỉ tiêu tính toán trục 49

5.5 Tính thiết kế trục I 50

5.5.1 Tính thiết mô men trục I 50

5.5.2 Thiết kế sơ bộ kết cấu trục I 55

5.5.3 Chọn then trên trục I 56

5.5.4 Kiểm nghiệm trục I 57

5.5.5 Quyết định lại lần cuối các tiết diện trục và vẽ kết cấu trục I 63

5.6 Tính thiết kế trục II 63

5.6.1 Tính thiết mô men trục II 63

5.6.2 Thiết kế sơ bộ kết cấu trục II 67

5.6.3 Chọn then trên trục II 68

5.6.4 Kiểm nghiệm trục II 70

5.6.5 Quyết định lại lần cuối các tiết diện trục và vẽ kết cấu trục II 75

CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN Ổ LĂN 76

6.1 Chỉ tiêu tính toán ổ lăn 76

6.2 Chọn loại ổ lăn cho trục I 76

6.2.1 Chọn cấp chính xác của ổ 76

6.2.2 Chọn sơ bộ cỡ ổ 76

6.2.3 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động 77

6.2.4 Tính kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh 79

6.3 Chọn loại ổ lăn cho trục II 79

6.3.1 Chọn cấp chính xác của ổ 79

6.3.2 Chọn sơ bộ cỡ ổ 80

6.3.3 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động 80

6.3.4 Tính kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh 82

CHƯƠNG 7 TÍNH KẾT CẤU VÀ GIÁ THÀNH HỘP 84

7.1 Tính, lựa chọn bôi trơn 84

7.1.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc 84

7.1.2 Bôi trơn ổ lăn 84

7.2 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận, các chi tiết 84

7.3 Định kiểu lắp, lập bảng dung sai 93

7.3.1 Kiểu lắp ổ lăn với trục và vỏ hộp 93

7.3.2Kiểu lắp bánh răng trên trục 93

7.3.3 Kiểu lắp giữa nắp ổ với gối ổ, bạc, trục 94

7.3.4 Bảng dung sai và kích thước lắp ghép 94

7.4Dự toán giá thành sản phẩm 95

7.4.1 Dự toán giá thành của các chi tiết chế tạo theo thiết kế 96

7.4.2 Báo giá của các chi tiết thương mại 97

7.4.3 Dự toán giá thành của hộp 98

CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 1 1 Chuyển động nâng 15

Hình 2 1 Biểu diễn hệ 18

Hình 3 1 Cấu tạo của xích con lăn 24

Hình 5 1 Lực tác dụng lên trục của hộp giảm tốc 44

Hình 5 2 Sơ đồ chi tiết hai trục 46

Hình 5 3 Sơ đồ các điểm đặt lực trên trục I 50

Hình 5 4 Biểu đồ momen trên trục I 53

Hình 5 5 Kết cấu trục I 63

Hình 5 6 Sơ đồ đặt lực trên trục II 64

Hình 5 7 Biểu đồ momen trên trục II 65

Hình 5 8 Kết cấu trục II 75

Hình 6 1 Lực tác dụng lên ổ lăn trên trục I 77

Hình 6 2 Lực tác dụng lên ổ lăn trên trục II 81

Hình 7 1 Sơ đồ kích thước cơ bản của bánh răng côn nhỏ 85

Hình 7 2 Kết cấu bánh răng côn lớn 86

Hình 7 8 Kích thước que thăm dầu 92

Hình 8 1 Hình ảnh minh họa của động cơ 101

Hình 8 2 Hình ảnh minh họa của khớp nối trục vòng đàn hồi 102

Hình 8 3 Hình ảnh minh họa của ổ lăn 103

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Thông số trên các trục và động cơ 23

Bảng 3 1 Thông số vật liệu làm đĩa xích 29

Bảng 3 2.Thông số của bộ truyền xích 30

Bảng 4 1 Tổng hợp các thông số của bộ truyền bánh răng 42

Bảng 4 2 Kích thước cơ bản của khớp nối trục vòng đàn hồi 43

Bảng 4 3 Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi 43

Bảng 5 1.Trị số các khoảng cách k1 , k2 , k3 , hn 47

Bảng 5 2 Thông số kích thước then bằng được lắp trên trục I 57

Bảng 5 3 Công thức tính momen cản uốn Wj và momen cản xoắn Woj 58

Bảng 5 4 Trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến 59

Bảng 5 5 Thông số kích thước then bằng được lắp trên trục II 69

Bảng 5 6 Công thức tính momen cản uốn Wj và momen cản xoắn Woj 71

Bảng 5 7 Trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến 71

Bảng 6 1 Ổ đũa côn cỡ trung rộng (theo GOST 333 – 71) 76

Bảng 6 2 Ổ đũa côn cỡ nhẹ (theo GOST 333 – 71) 80

Bảng 7 1 Các thông số chi tiết ổ đũa côn dùng cho từng trục 86

Bảng 7 2 Kích thước nắp quan sát 90

Bảng 7 3 Kích thước nút thông hơi 91

Bảng 7 4 Kích thước nút tháo dầu 92

Bảng 7 5 Thông số bu lông vòng tra trong bảng 18.3a-89[2] 93

Bảng 7 6 Thông số kích thước vòng phớt 93

Bảng 7 7 Bảng dung sai và kích thước lắp ghép 94

Bảng 7 8 Phân loại chi tiết máy trong hộp 96

Bảng 7 9 Khối lượng riêng của vật liệu [5] 96

Bảng 7 10 Khối lượng riêng của vật liệu [6] 96

Bảng 7 11 Giá thành gia công 96

Bảng 7 12 Giá thành gia công của các chi tiết máy nhóm I 97

Bảng 7 13 Giá thành của nhóm chi tiết thương mại 98

Bảng 8 1 Thông số đầu vào của Động cơ, Trục I và Trục II 101

Bảng 8 2 Kích thước cơ bản của khớp nối trục vòng đàn hồi 102

Bảng 8 3 Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi 102

KẾ HOẠCH VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN

Nội dung côngviệc

Tháng 1 Tháng2

Phân tích nguyên lýhoạt động và thông số kỹthuật của hệ thống, xácđịnh được công suất yêucầu của hệ thống

Chọn động cơ, phânphối tỷ số truyền, Xác địnhcông suất, mô men, số vòngquay trên các trục

Tính toán thiết kế bộtruyền ngoài hộp

Tính toán thiết kế bộtruyền trong hộp

Thiết kế trục và Tính chọn ổ lăn

Thiết kế kết cấu hộp giảm tốc và bôi trơn

Hoàn thiện thuyếtminh

Rà soát thuyết minhDựng bản vẽ lắp 2DDựng bản vẽ lắp 3D

inish

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.2 Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật

1.2.1 Nguyên lý hoạt động

Khi có tín hiệu điều khiển, động cơ được cấpđiện sẽ quay và kéo theo toàn bộ giá nâng di chuyểntịnh tiến dọc trục Z đến vị trí yêu cầu nhờ bộ truyềnthanh răng – bánh răng biến chuyển động quay thànhchuyển động tịnh tiến.

Chiều chuyển động của giá nâng phụ thuộc vàochiều của điện áp đặt vào động cơ Việc dừng vàkhống chế hành trình của giá nâng phụ thuộc vàocác cảm biến và công tắc hành trình đặt dọc theo cácray dẫn hướng.

Hình 1 1 Chuyển động nâng

1.2.2 Thông số kỹ thuật

- Thời hạn phục vụ: lh= 20500 (h)- Đặc tính tải trọng: va đập nhẹCụm thang nâng:

- Đường kính bánh răng: d3 = 190 (mm)- Chiều cao xe nâng: h = 750 (mm)- Chiều dài xe nâng: L = 900 (mm)- Vận tốc nâng: vn = 48 (m/ph)- Khối lượng hàng: Gh= 100 (Kg)- Vận tốc xe xếp hàng vx = 10 (m/ph)Cụm xe di chuyển:

- Vận tốc xe di chuyển hàng: vh= 24 (m/ph)- Chiều dài xe di chuyển L1= 750 (mm)

- Chiều dài phần đặt hàng trên xe: L2 = 600 (mm)

1.3 Mục tiêu thiết kế hệ thống dẫn động

Trong ứng dụng kỹ thuật, hệ thống dẫn động được sử dụng để tạo ra chuyểnđộng cho các thiết bị và máy móc Mục tiêu chính của thiết kế hệ thống dẫn độnglà xác định các yêu cầu kỹ thuật để hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy trong cácứng dụng cụ thể.

Một trong những yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống dẫn động là độchính xác Để tạo ra chuyển động đáng tin cậy và chính xác, cần phải đưa ra cácyêu cầu về độ chính xác của hệ thống Yêu cầu về độ chính xác được quyết địnhbởi ứng dụng cụ thể và yêu cầu của khách hàng.

Ngoài ra, một số yếu tố khác cũng tác động đến thiết kế hệ thống dẫn động,bao gồm tốc độ, mô-men xoắn, độ bền, tuổi thọ và sức mạnh động cơ Các yêucầu này phải được đưa ra để đảm bảo rằng hệ thống có thể hoạt động hiệu quảtrong môi trường và điều kiện hoạt động cụ thể.

Khi đã xác định các yêu cầu kỹ thuật, các giải pháp thiết kế phải được đưara để đáp ứng các yêu cầu đó Các giải pháp này bao gồm việc lựa chọn vật liệu,thiết kế bộ truyền động, lựa chọn động cơ, bảo trì và kiểm soát Mục tiêu của cácgiải pháp này là tạo ra một hệ thống dẫn động có hiệu suất cao nhất với chi phíthấp nhất.

1.4 Những yếu tố rang buộc trong thiết kế

1.4.1 Khả năng làm việc

Hệ thống dẫn động được thiết kế ra phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật, làmviệc ổn định suốt suốt thời gian phục vụ đã định Hệ thống dẫn động thực hiện tốtchức năng trong kho hàng tự động, phù hợp với công dụng của máy nâng hạtrong dây chuyền công nghệ.

1.4.2 An toàn

Tính toán và chọn vật liệu, kích thước,… theo đúng nguyên tắc để đảm bảođược an toàn, thuận lợi trong quá trình vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng.

1.4.3 Tiêu chuẩn hóa

Sử dụng rộng rãi tiêu chuẩn Nhà nước, tiêu chuẩn ngành, tiêu chuẩn tỉnh,thành phố và tiêu chuẩn cơ sở trong thiết kế Dùng bộ phận máy và chi tiết máytiêu chuẩn cho phép giảm nhẹ công việc thiết kế, giảm giá thành chế tạo, sửachữa, bảo dưỡng, mở rộng trao đổi trong nước và quốc tế.

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường và xã hội

Quá trình thiết kế, gia công, thử nghiệm, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa,…có thể gây ảnh hưởng xấu tới môi trường nếu không có giải pháp khắc phục Vìquá trình này tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên, năng lượng và đưa chất thải vàomôi trường.

Hệ thống dẫn động trong kho hàng tự động có thể giúp công việc đạt đượcnăng suất cao, giảm sức lao động và đẩy mạnh phát triển kinh tế trong thời kỳcông nghiệp hóa – hiện đại hóa.

1.4.5 Đạo đức

Khi thực hiện tính thiết kế hệ thống dẫn động, cần có trách nhiệm:- Đảm bảo sự an toàn, sức khỏe và phúc lợi cộng đồng.- Chỉ thực hiện và hoàn thành nhiệm vụ trong phạm vi.- Trung thực và khách quan khi tính toán và kiểm nghiệm.1.4.6 Kinh tế

Với chi phí sử dụng thấp nhất, hệ dẫn động được thiết kế ra phải thỏa mãncác yêu cầu kỹ thuật, làm việc ổn định Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ dẫnđộng phải phù hợp với chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của toàn hệ thống.

1.5 Trình tự tính toán thiết kế

- Việc tính toán thiết kế hệ dẫn động sẽ đi theo các bước:- Tính toán động học hệ dẫn động

- Tính thiết kế bộ truyền ngoài

- Tính thiết kế bộ truyền trong hộp bánh răng trụ răng nghiêng- Tính thiết kế trục

- Tính chọn ổ lăn

- Tính chọn kết cấu và giá thành hộp

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

2.1 Thông số thiết kế của hệ thống Cụm cơ cấu thang nâng

- Khối lượng hàng:- Chiều cao kho hang:- Chiều cao xe nâng:- Vận tốc cơ cấu nâng:- Vận tốc xe xếp hàng:- Chiều dài xe nâng:

Gh  100 (kg)

H  3000 (mm) h  750 (mm) vn  48

(m / ph) vx 

10 (m / ph) L  900 (mm)

Cụm xe di chuyển hàng

- Vận tốc di chuyển hàng:- Chiều dài xe di chuyển:

- Chiều dài phần đặt hàng lên xe:

vh  24 (m / ph)

L1  750 (mm)

L2  600 (mm)

- Thời gian phục vụ: lh  20500

(giờ)- Đặc tính tải trọng: Va đập nhẹ

2.2 Xác định công suất yêu cầu

2.2.1 Tính toán cho quá trình nâng của hệ

Hình 2 1 Biểu diễn hệ

- Hệ số trọng lượng: k

1  2, 6; k2  1,5

(quan hệ của khối lượng xe nâng Gxn

và xe di chuyển Gxdc và khối lượng của hàng Gh )

- Hệ số ma sát lăn: f  0, 05

Khi hệ thống đi xuống (hệ thống hạ) thì cả hệ thống vẫn chịu tác dụng của các lực như trường hợp nâng hệ thống đi lên (nếu bỏ qua lực tỳ ở con lăn C)

Hiệu suất bộ truyền bánh rang côn: br  0, 96

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn tại trục I, trục II và trục công tác: ol  0, 99

Tra bảng 2a-ĐA tr.32[5] có được:Hiệu suất khớp nối: k  0, 99

2.2.5 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơSố vòng quay trên trục công tác:

nlv  V1000 n

  D

 60000  48

 190  60

Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng côn: uh  ubr  4

Vậy tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống là:

  85%

 960

)

nlv  96080, 415

 11, 938

- Chọn tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc: uh  ubr  4

- Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài là bộ truyền xích có:

ux  ut

ubr  11, 938  2, 98454

2.5 Tính các thông số trên các trục

2.5.1 Số vòng quay trên các trục

- Số vòng quay trên trục động cơ: n

dc

0, 99  0, 4, 61496

 4,855(kW )

- Công suất trên trục của động cơ:

Pdc  P1

ol k

0, 99  0, 4,85599

 4, 953(kW )

2.5.3 Mômen xoắn trên các trục- Mômen xoắn trên trục động cơ:

CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (XÍCH)

3.1 Thông số thiết kế bộ truyền xích

Thông số tính toán thiết kế bộ truyền xích:

- Góc nghiêng bộ truyền so với phương nằm ngang:- Đặc tính làm việc va đập nhẹ

3.2 Chọn loại xích

Có ba loại xích: xích ống, xích con lăn và xích bánh răng Do đặc tính làm việc vađập vừa cùng với các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật trong hệ dẫn động băng tải, chọnloại xích con lăn có cấu tạo như trên Hình 3.1.

Các ưu điểm của xích con lăn như sau:

Xích ống – con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống, chỉ khácphía ngoài ống lắp thêm con lăn, nhờ có thể thay thế ma sát trượt giữa ống và răng đĩa(ở xích ống) bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa (ở xích con lăn) Kết quả là độ bềnmỏi của xích con lăn cao hơn xích ống, chế tạo nó không phức tạp bằng xích răng, dođó xích con lăn được dùng khá rộng rãi.

Xích con lăn có các thông số kỹ thuật chính như sau:

Hình 3 1 Cấu tạo của xích con lăn

+ p: bước xích (mm).

+ B: độ rộng trong của con lăn (mm).+ dl: đường kính con lăn (mm).

+ d0: đường kính trục trong con lăn (mm).

+ b: chiều dài trục trong con lăn (mm).+ h: đường kính mặt xích.

Số răng đĩa lớn có thể được xác định như sau:

z2  ux  z1  23 2, 9845  68, 6435Chọn 𝑧𝑧2 = 69 (răng) thỏa mãn yêu

u  z2  69  3

⇒ ∆u 23

3  2, 9845

100%  0.51%2, 9845

Thỏa mãn.

3.4 Xác định bước xích

 u  4%

Bước xích p được lấy theo tiêu chuẩn trong Bảng 5.5 tr.81 [1] và phải thỏa mãn

điều kiện:

p  pmaxP  P1.k.kz

x  0, 5(z  z ) 2(12 2 z  z12+ 𝑘𝑘 là hệ số răng, k  z01  25  1, 09

k được tính từ các hệ số thành phần được tra ở Bảng 5.6-5.7 tr.82 [1] với:

𝑘𝑘 là hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền nhỏ hơn 60 k  1 ;

𝑘𝑘𝑎𝑎là hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích a = (30…50), ka = 1 ;

𝑘𝑘𝑑𝑑𝑑𝑑 là hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích được điều chỉnh

bằng 1 trong 2 đĩa xích, kdc = 1 ;

𝑘𝑘𝑏𝑏𝑏𝑏là hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn chất lượng bôi trơn loại 2, kbt

= 1;𝑘𝑘𝑑𝑑 là hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng, va đập nhẹ chọn

n01  200 (v/ph) , chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích là:

p = 19,05 (mm) thỏa mãn điều kiện bền mòn:

Pt  [P]  4,8 (kW)

3.5 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích

Tính sơ bộ khoảng cách trục: 𝑎𝑎 = 40.𝑝𝑝 = 40.19,05 = 762 (mm);Số mắt xích:

a  0, 25 p x  0, 5(z1  z2

) 

2 ) 

 a  0, 2519, 05  0, 5 (23  69)  128  0, 5 (23  69)2

 2( 23  69 )2 

n

128

Để xích không chịu lực căng quá lớn cần giảm khoảng cách trục a đi một lượng:

a  0, 004  a  0, 004  768  3, 072  3(mm) a  768  3  765(mm)

Kiểm nghiệm số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây:

 2,875  35

3.6 Kiểm nghiệm xích về độ bền

s  Q / (kd  Ft  F0  Fv )  [s]Với:

+ Q là tải trọng phá hỏng, tra Bảng 5.2 tr.78 [1] được Q = 72 (kN)

+ 𝑘𝑘𝑑𝑑là hệ số tải trọng động, với đặc tính làm việc va đập vừa, ta tra Bảng 5.6 tr.82có được 𝑘𝑘𝑑𝑑 = 1,2.

F0 = 9,81 k f  q  a

Với 𝑘𝑘𝑓𝑓 là hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền Chọn 𝑘𝑘𝑓𝑓 = 4 ứng với bộ truyền có góc nghiêng dưới 40°

[s] là hệ số an toàn cho phép, tra Bảng 5.10 tr.86 [1] được [s] = 8,2

k (F  K  F ) rtdvd A kEdTừ đó:

s  Q

Thỏa mãn điều kiện bền mỏi.

3.7 Xác định thông số của đĩa xích

 Đường kính vòng chia của đĩa xích được xác định theo công thức sau:

= 13.10-7  n  p3  mVới: n là vận tốc bánh dẫn, n = 240(v/ph)

 2,1 k (F  K  F ) rtdvd A kE

p là bước xích, p = 19,05.m là số dãy xích, m = 2.

+ 𝑘𝑘𝑏𝑏là hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích, chọn đĩa xích nhỏ để

được ứng suất tiếp xúc lớn nhất, kr+ E là mô đun đàn hổi:

= 0,36

E = 2  E1  E2 = 2,1105 (MPa)

(E1  E2 )

Với: E1, E2 lần lượt là mô đun đàn hổi của con lăn và răng đĩa xích.

+ A là diện tích chiếu của bản lề, tra Bảng 5.12 tr.87 [1] được A = 180 (mm2).Thay số vảo ta tính được:

H  0, 47 

0, 47  0, 36  (1316, 331, 2  4, 31)

180 1 H  383, 34

Tra Bảng 5.11 tr.86 [1] chọn được vật liệu làm đĩa xích được viết cụ thể trong Bảng 3.1 thỏa mãn điều kiện 𝜎𝜎𝐻𝐻 ≤ [𝜎𝜎𝐻𝐻].

xúc cho phép(Mpa)

Điều kiện làm việc

Bảng 3 1 Thông số vật liệu làm đĩa xích

3.8 Xác định lực tác dụng lên trục

và trên nhánh bị động F2 được xác định như sau:

F1 = Ft + F2

F2 = F0 + Fv

Với các thông số đã được tính ở mục 2.5, tính được:

F1 = Ft + F2 = 1316,33+115,815 = 1432,145 (N)F = F + F = 105,065+10,75= 115,815 (N)

3.9 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích

Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích được viết cụ thể trong Bảng 3.2 Cáccông thức tính toán các thông số cơ bản của bộ truyền xích được tra trong Bảng 14-4btr.20 [2], các trị số trong công thức được lấy từ các kết quả tính toán phía trên.

Bảng 3 2.Thông số của bộ truyền xích.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP BÁNH RĂNGCÔN RĂNG THẲNG

4.1 Thông số thiết kế bộ truyền trong hộp

Thông số tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng côn:

- Tốc độ bánh răng bị động:

n2  240 (vg/ph)

- Bộ truyền làm việc 3 ca- Đặc tính làm việc va đập nhẹ.

Ngoài ra khi chọn vật liệu cho hai bánh răng cần chú ý đến đặc tính chạy mòn răngcủa chúng, vì vậy ta chọn độ cứng của vật liệu bánh nhỏ cao hơn độ cứng vật liệu bánhlớn là 10HB Các thông số chi tiết về vật liệu của bánh răng được tra trong Bảng 6.1tr.92 [1], cụ thể như sau:

- Vật liệu bánh răng lớn:Nhãn hiệu thép: 45

Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa

4.3 Xác định ứng suất cho phép

4.3.1 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

Công thức tính ứng suất tiếp xúc cho phép [𝜎𝜎𝐻𝐻] và ứng suất uốn cho phép [𝜎𝜎𝐹𝐹] được tính như sau:

[H ]  ( H )Zlim R  Zv  KxH  KHLSH

[F ]  ( Flim )YR  Ys  KxF  KFC  KFLSF

Trong đó:

+ 𝑌𝑌𝑠𝑠 - hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.

 𝑁𝑁FO = 4.106 - số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.

 𝑁𝑁HE, NFE- số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương, do bộ truyền làm việc với tải trọng tĩnh nên:

NFE1 > NFO NFE2 > NFO 

Thay tất các các hệ số vào có được:

Từ đây ta có:

[H ]  min [H 1 ],[H 2 ]  [H ]  427, 27 (MPa)4.3.2 Ứng suất cho phép khi quá tải

Do chế độ nhiệt luyện là thường hóa nên ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải là:[H ]max = 2,8.ch

Do HB ≤ 350 nên ứng suất uốn cho phép khi quá tải là:[F ]max

2 - Kbe 2  0, 25

từ đó tra Bảng 6.21 tr.113 [1] có

+ [𝜎𝜎𝐻𝐻] - ứng suất tiếp xúc cho phép, dựa vào kết quả tính toán ở mục 4.2 có được [H ] = 427,27 (MPa)

2

48297,13542 1,13(1 - 0,25)  0,25 4 

Số răng bánh răng nhỏ:

2151,

7187 = 73,594 (mm)

+ Do độ rắn mặt răng 𝐻𝐻1 và 𝐻𝐻2 < HB350

tra trong Bảng 6.22 tr.114 [1], suy ra z1 = 1,6z1p = 1,6.17 = 27,2 Chọn z1 = 27 Đường kính vòng chia trung bình:

dm1 = (1 - 0,5Kbe )de1 = (1 - 0,5 0,25)  73, 594= 64,394(mm)Mô đun trung bình:

m = dm1

= 64,

394 = 2,384 (mm)z1 27

Xác định mô đun pháp:

Dựa vào công thức 6.56 tr.115 [1] tính được:

m = mtm

= 2,384 = 2,724 (mm)1 - 0,5Kbe 1 - 0,5 0,25

Tra Bảng 6.8 tr.99 [1] chọn mô đun tiêu chuẩn

mte = 3 , từ đó tính lại các giá trị:mtm = mte (1 - 0,5Kbe ) = 3(1 - 0,5 0,25) = 2,625 (mm)

Lấy z1t nguyên nên z1t = 24Số răng bánh lớn:

Z2  4  24  96