đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

Tính toán thiết kế các chi tiết máy: Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc Tính toán thiết kế trục và then Chọn ổ lăn và khớp nối Th

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY - -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

Sinh viên thực hiện: 1/Phạm Thành Nhân MSSV: 19478601

t T

 Số vòng quay trên trục thùng trộn, n (vg/ph): 44

 Thời gian phục vụ, L (năm): 7

 Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ.(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

 Chế độ tải: T=const

YÊU CẦU:

01 thuyết minh, 01 bản vẽ lắp A , 01 bản vẽ chi tiết.0

NỘI DUNG THUYẾT MINH:

2 Tìm hiểu hệ thống truyền động

3 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động

4 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài

 Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc

 Tính toán thiết kế trục và then

 Chọn ổ lăn và khớp nối

 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc

5 Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép

6 Tài liệu tham khảo

BẢNG SỐ LIỆU

Phương án (kW) P

n (vg/ph )

L (năm)

CH NG 1: CH N Đ NG C VÀ PHÂN PHỐỐI T SỐỐ TRUYỀỀN ƯƠ Ọ Ộ Ơ Ỉ

 η br=0,96 : Hi u suấất b truyềền bánh răng tr đệ ộ ụ ược che kín

 η đ=0,95 : Hi u suấất b truyềền đaiệ ộ

2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

Công suất truyền: P=4 kW

Số vòng quay trục dẫn: n=1420 vg/ph

Tỉ số truyền: u=3.227

Chọn số hiệu đai thang

1 Chọn đai

Theo hình 4.22 chọn loại đai A với các số liệu:

đai,mm

- Kiểm tra lại tỉ số truyền:

4 Khoảng cách trục sơ bộ và chiều dài tính toán của đai.

6 Số vòng chạy của đai trong một giây:

 Hệ số ảnh hưởng đến số dây đai

8 Chiều rộng B và đường kính ngoài đai.

 Chiều rộng bánh đai: B=(z-1).e+2f

 Lực căng lớn nhất mỗi dây đai:

 Hệ số ma sát tương đương:

f '

= f min

sin 20o=0,372sin 20o=1,088

 Lực căng ban đầu:

11.Ứng suất lớn nhất trong đai.

 Ứng suất do lực căng phụ gây nên:

σ v =ρ v2

10−6 2

=1200 9,293 10−6=0,104( MPa)

Trong đó:

ρ là khối lượng riêng của đai, chọn ρ = 1200 kg/m3, vật liệu đai là vải cao su

 Ứng suất lớn nhất cho phép trong đai sinh ra tại nhánh căng tại điểm bắt đầutiếp xŒc:

σ max=σ0 +0,5.σ t+σ v +σ F 1

12.Tuổi thọ của đai

Tuổi thọ của đai tính bằng giờ theo công thức:

Trong đó: Giới hạn mỏi của đai thang: σ r=9 (MPa)

Số vòng chạy của đai trong 1 giây: i = 5,163 (vòng)

13.Bảng tổng kết số liệu

Tuổi thọ đai L h 5946,189 Giờ

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG

Đây là bộ truyền bôi trơn tốt (bộ truyền kín) ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xŒc để tránh hiện tượng tróc rỗ bề mặt và kiểm nghiệm lại điều kiện bền uốn

b Số chu kì làm việc tương đương:

- Số lần ăn khớp của răng 1 vòng quay: c=1

- Thời gian làm việc: t Ʃ =7.300.2.8=33600 giờ

2 Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ]:

Vì đây là bánh răng nghiêng, chữ V

Theo bảng 6.15, tài liệu [1] do bánh răng nằm không đối xứng các ổ trục nên chọn

Chọn modun răng:

m= (0,01÷0,02) a = (0,01÷0,02).125= (1.25÷2.25)w

5 Xác định số răng và góc nghiêng răng:

- Bánh răng chữ V: Góc nghiêng của răng thỏa 30 ≤β≤ 400

6 Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng: Bảng 6.2 tài liệu 2

- Đường kính vòng chia và đường kính vòng lăn

- Đường kính chân răng:

tanα tw= tanα1=tanα

9 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

- Theo công thức 6.33 tài liệu 1

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn có độ bền thấp hơn

11.Tính ứng suất uốn tại đáy răng

Trong đó: Z v là số răng tương đương

II Thiết kế bộ truyền cấp chậm

Moment xoắn trên trục 2 là 231223,203Nmm

a Số chu kì làm việc tương đương:

- Số lần ăn khớp của răng 1 vòng quay: c=1

- Thời gian làm việc: t Ʃ =7.300.2.8=33600 giờ

Theo bảng 6.15, tài liệu 1 do bánh răng nằm không đối xứng các ổ trục nên chọn

là chủ yếu, không nên lấy môdun nhỏ hơn 1,5÷2mm, nếu không khi quá tải răng dễ

18.Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:

- Đường kính vòng chia và đường kính vòng lăn

d b4=d w4 cos¿

Tra bảng 6.13, tài liệu 1 ta được cấp chính xác bằng 9

20.Xác định giá trị lực tác dụng lên bộ truyền:

Tra bảng 6.5/96 – tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1

- Hệ số hình dạng bề mặt tiếp xŒc

sin ( ¿ 2.20 )=1,762 sin ( ¿ 2.a tw)=√¿

Theo bảng 6.5/Trang 211 – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

(Thỏa điều kiện uốn )

24.Phân tích lực tác dụng lên cơ cấu

Phân tích lực tác dụng lên các bộ truyền trực tiếp trên sơ đồ động

 Bảng thông số cấp chậm

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

 Trị số ứng suất cho phép, tra bảng 10.5/195 tính toán thiết kế hệ

 Ứng suất xoắn cho phép

[τ]=(15 ÷30), ch n ọ [τ1]=15 MPa ;[τ2]=20 MPa ;[τ3]=30 MPa

2 Tính giá trị đường kính đầu ngõng trục.

√613804,546

Chọn theo tiêu chuẩn: d3 =50 mm

bảng 10.2/189 TTTKCK

 Chiều dài mayơ

 Chiều dài mayơ bánh răng trụ:

l m =(1,2 …1,5) d

- Chiều dài mayơ bánh răng 1 trên trục I là:

Ta chọn lại chiều dài mayơ của 4 bánh răng như sau:

l m Z1=b w 1 =45 (mm) (Vì chiều dài mayơ nhỏ hơn bề rộng bánh răng)

l m Z2=b w 2 =56(mm)

l m Z3=b w 3 =85 (mm) (Vì chiều dài mayơ nhỏ hơn bề rộng bánh răng)

l m Z4=b w 4 =80(mm) (Vì chiều dài mayơ nhỏ hơn bề rộng bánh răng)

 Chiều dài mayơ bánh đai là:

Sử sụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.

tra bảng 16.1/58 tập 2 với máy trộn chọn k = 1,5

1.2 Xác định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm

Theo công thức (10.15) và (10.16) trang 194 [1], ta có:

Chọn d j theo tiêu chuẩn trang 195 [1] (các vị trí lắp then phải tăng thêm 5% độ lớn đường kính):

1.5 Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục.

theo kết cấu biểu đồ moment ta thấy các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra

toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j

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

R a =2,5 0.63 μm , do đó, theo bảng 10.8/197 [2] , hệ số tập trung ứng suất

 Không dùng các phương pháp tăng bên bề mặt, do đó hệ số tăng bền bằng

K y=1

kính tiết diện nguy hiểm ta có

ε σ và K τ

ε σ

ε τ

d j

 Do lắp tại các tiết diện này, trên cơ sở đó, dùng giá trị lớn nhất trong hai giá

Kết quả cho thấy tiết diện nguy hiểm trên trục đảm bảo an toàn về dộ bền mỏi.

Kết quả cho thấy tiết diện nguy hiểm trên trục đảm bảo an toàn về dộ bền mỏi.

 Phương trình cân bằng moment trong mặt phẳng YOZ tại gối A:

2.1Xác định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm

Theo công thức (10.15) và (10.16) trang 194 [2], ta có:

2.4 Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục.

theo kết cấu biểu đồ moment ta thấy các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra

toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j

 Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó:

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

R a =2,5 0.63 μm , do đó, theo bảng 10.8/197 [1] , hệ số tập trung ứng suất

 Không dùng các phương pháp tăng bên bề mặt, do đó hệ số tăng bền bằng

K y=1

kính tiết diện nguy hiểm ta có

ε σ và K τ

ε σ

ε τ

d j

 Do lắp tại các tiết diện này, trên cơ sở đó, dùng giá trị lớn nhất trong hai giá

Kết quả cho thấy tiết diện nguy hiểm trên trục đảm bảo an toàn về dộ bền mỏi.

Kết quả cho thấy tiết diện nguy hiểm trên trục đảm bảo an toàn về dộ bền mỏi.

 Phương trình cân bằng moment trong mặt phẳng YOZ tại gối A:

3.1 Xác định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm

Theo công thức (10.15) và (10.16) trang 194 [2], ta có:

d C 3=50 mm (đoạn trục lắp ổ lăn).

3.4 Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục.

theo kết cấu biểu đồ moment ta thấy các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra

toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j

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

R a =2,5 0.63 μm , do đó, theo bảng 10.8/197 [1] , hệ số tập trung ứng suất

 Không dùng các phương pháp tăng bên bề mặt, do đó hệ số tăng bền bằng

K y=1

kính tiết diện nguy hiểm ta có

ε σ và K τ

ε τ

 Do lắp tại các tiết diện này, trên cơ sở đó, dùng giá trị lớn nhất trong hai giá

 Xác định hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp S σj theo công thức

 Xác định hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp S σj theo công

Kết quả cho thấy tiết diện nguy hiểm trên trục đảm bảo an toàn về dộ bền mỏi

Kết quả cho thấy tiết diện nguy hiểm trên trục đảm bảo an toàn về dộ bền mỏi.

4 Kiểm nghiệm theo điều kiện bền dập và điều kiện bền uốn

Tính và chọn theo tiêu chuẩn ta có chiều dài then được cho trong bảng

Ta có bảng kiệm nghiệm then như sau:

b) Tính khả năng tải động của ổ và chọn ổ

Tải trọng động qui ước: theo công thức 11.3/214 [2]

Ta chọn ổ bi đỡ với: d = 25mm; để khả năng tải động của ổ được đảm bảo thì

C d <C , ta chọn loại ổ bi đỡ một dẫy:

c) Khả năng tải tĩnh của ổ:

b) Tính khả năng tải động của ổ và chọn ổ

Tải trọng động qui ước: theo công thức 11.3/214 [2]

- Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (t <100) nên: k = 1t

Ta chọn ổ bi đỡ với: d = 35mm; để khả năng tải động của ổ được đảm bảo thì

C d <C , ta chọn loại ổ bi đỡ một dẫy:

c) Khả năng tải tĩnh của ổ:

b) Tính khả năng tải động của ổ và chọn ổ

Tải trọng động qui ước: theo công thức 11.3/214 [2]

Ta chọn ổ bi đỡ với: d = 50mm; để khả năng tải động của ổ được đảm bảo thì

C d <C , ta chọn loại ổ lăn dãy cỡ vừa:

c) Khả năng tải tĩnh của ổ:

Khả năng tải tĩnh của ổ được bảo đảm

CH NG VI: THIỀỐT KỀỐ V H P GI M TỐỐC, CÁC CHI TIỀỐT PH VÀ DUNG ƯƠ Ỏ Ộ Ả Ụ SAI LẮỐP GHÉP

I KÍCH TH ƯỚ C H P GI M TỐỐC ĐÚC Ộ Ả

125 mm

II Ch n các chi têết ph ọ ụ

1 Năếp quan sát (B ng 18-5) ả

đ c lăấp trền năấp c a thăm ho c v trí cao nhấất c a h p Hình d ng và ượ ử ặ ở ị ủ ộ ạ

Hình 6.2 Hình dạng nút thông hơi

3 Nut tháo dâBu (B ng 18-7) ả

Hình 6.3 Hình dạng nút tháo dầu

u

4 Que thăm dâBu (H 18-11)

Hình 6.4 Hình dạng que thăm dầu

5 Bulong vong (B ng 18-3a) ả

6 Chôết đ nh v (B18.4c) i i

C=1,6 mm,

Hình 6.5 Hình dạng chốt định vị

7 Nắp ổ

40

9 8

D3 – Đường kính ngoài của nắp.

Trong đó: d đ1 ường kính lăấp lăn Dổ 2 đường kính lănổ

9 Vong ph t (B ng 15-17) ớ ả

III Dung sai lăếp ghép và lăếp ghép lăn ổ

Dựa vào kết cấu làm việc, chế độ tải của các chi tiết trong hộp

Hình 6.7 Hình dạng vòng chắn dầu

giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau:

1 Dung sai lắp ghép ở bánh răng

2.Dung sai lăếp ghép lăn ổ

các vòng quay

3 Dung sai môếi ghép then

Dung sai lăấp ghép bánh răng

Kích thước tiết diện then

b x h

Sai l ch gi i h n ệ ớ ạchiềều r ng rãnh ộthen

1 Bôi trơn trong hộp

Chọn phương pháp bôi trơn ngập dầu

Chọn loại dầu AK – 20

2 Bôi trơn bộ truyền ngoài hộp số

Chọn phương pháp bôi trơn định kỳ do bộ truyền ngoài kh có

che đậy nên dễ bám bụi bẩn.

3 Bôi trơn cho ổ lăn

Chọn phương pháp bôi trơn bằng mỡ do có tác dụng bảo vệ ổ lăn khỏi các tạp chất và độ ẩm

Chọn loại mỡ: LGMT2: chịu nước tốt, chống gỉ