đồ án ''''thiết kế đồ án chi tiết máy''''

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đồ án "Thiết kế đồ án Chi tiết máy" MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Phần I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động cơ. 2 II, Phân phối tỉ số truyền. 4 III, Xác định các thông số trên trục. 4 Bảng kết quả tính toán. 6 Phần II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I, Tính bộ truyền đai. 7 1, Chọn đai. 7 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai. 8 3, Xác định số đai. 8 4, Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. 9 5, Bảng kết quả tính toán. 10 II, Thiết kế bộ truyền bánh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 16 C, Bảng thông số của bộ truyền bánh răng. 21 III, Thiết kế trục. 21 1, Chọn vật liệu. 21 2, Xác định tải trọng tác dụng lên trục. 21 3, Tính thiết kế trục. 22 4, Tính toán thiết kế trục I. 24 5, Tính toán thiết kế trục II. 28 6, Tính toán thiết kế trục III. 34 IV, Chọn và tính toán ổ lăn. 38 1, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục I. 38 2, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục II. 39 3, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục III. 40 V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc. 41 VI, Bảng thống kê kiểu lắp trong hộp giảm tốc. 46 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế đồ án Chi tiết máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí,môn học này không những giúp cho sinh viên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ được học sau này. Đề tài của sinh viên được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ và bộ truyền đai thang. Hệ thống được đẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động tới băng tải. Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy sinh viên đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau. -Tập 1 và 2 Chi tiết máy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP. -Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH CHẤT- TS. LÊ VĂN UYỂN. -Dung sai và lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỐN. Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các môn học có liên quan song bài làm của sinh viên không thể tránh được những thiếu sót. Sinh viên kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các Thầy cô bộ môn giúp cho sinh viên ngày càng tiến bộ. Cuối cùng sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn, đặc biệt là Thầy NGUYỄN ÍCH THÔNG đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một cách tận tình giúp sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Nam Định năm 2010 Sinh viên : Phạm Hữu Trường PHẦN I : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I.CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xác định công suất cần thiết của động cơ. Công suất yêu cầu dặt lên trục động cơ xác định theo công thức (2.8)[1]. P yc ct β η Ρ = Trong đó : +,Công suất công tác P ct : Theo công thức (2.11)[1] 8000 0.3 2.4 1000 1000 ct Fv P × = = = kw (trong đó F=8000 N Lực kéo băng tải V=0.3 m/s vận tốc băng tải ) +,Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo công thức (2.9)[1] : 1 2 3 . . η η η η = Trong đó η 1 ,η 2 ,η 3 … là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn động. Theo sơ đồ đề bài thì : 2 4 ( ) . .( ) k br d ol η η η η η = k η : hiệu suất của khớp. br η :hiệu suất một cặp bánh răng. d η :hiệu suất bộ truyền đai. ol η :hiệu suất một cặp ổ lăn. Tra bảng (2.3)[1], ta được các hiệu suất : 1 0,97 0,95 0,99 k br d ol η η η η = = = = vậy 2 4 1.(0,97) .0,95.(0,99) 0.86 η = = +,Hệ số xét đến sự thay đổi tải không đều β : Theo công thức (2.14)[1] thì hệ số β được xác định ; ( ) 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2,6 5,4 . . . 1 . 0,6 . 0,75 8 8 i i ck ck ck T t T t T t T t T t T t β       = = + = + =  ÷  ÷  ÷       ∑ (T mm được bỏ qua vì thời gian mở máy quá nhỏ so với một chu kỳ ) ⇒ Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ là : ( ) 0,75.2,4 2.1 0,86 ct yc kw β η Ρ Ρ = = = 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện. - Số vòng quay trên trục công tác n lv : Theo công thức (2.16)[1] ta có. ( ) 60000. 60000.0,3 16,37 . .350 lv v v n ph D π π = = = (trong đó v=0,3 m/s vận tốc băng tải, D=350 mm đường kính tang ) - Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ) u t : Theo công thức (2.15)[1] ta có : . t n h u u u = Trong đó u n là tỉ số truyền sơ bộ của đai thang u h là tỉ số truyền của hộp giảm tốc . Theo bảng 2.4[1] . +, Truyền động bánh răng trụ , HGT bánh răng trụ 2 cấp u h =(8…40) +, Truyển động đai thang u n = u đ =(3…5) ⇒ chọn u h = 20 u n =u d =4 . 4.20 80 t d h u u u⇒ = = = - Số vòng quay trên trục động cơ n sb Theo công thức (2.18)[1] ,ta có ( ) . 16,38.80 1309,6 sb lv t v n n n ph = = = ⇒ Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n sb =1500 v/ph. 3, Chọn động cơ. Động cơ phải thỏa mãn điều kiện sau: dc yc db sb K mm dn n n T T T T Ρ ≥ Ρ ≈ ≥ Ta có P yc =2,1 kw n sb = 1309,6 v/ph 1 1,4 mm mm T T T T = = +, Chọn động cơ. - Để thuận tiện cho việc tìm kiếm, bảo dưỡng, sửa chữa và giá thành sản phẩm không cao ta chọn động cơ điện loại DK. Tra bảng P1.2[1] ta chọn được loại động cơ DK42-4 có các thông số sau : P dc = 2,8 kw n đb =1420 v/ph 1,9 K dn T T = Khối lượng 47 kg -Đường kính trục động cơ :d dc = 25 mm (tra bảng 1.6[1] ) II, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN -Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động được xác định theo công thức (3.23)[1] 1420 86,74 16.37 dc c lv n u n = = = - Theo công thức (3.24)[1] ta có . . c h n h d u u u u u = = Ta chọn u d = 3,15 86,74 27,54 3,15 c h d u u u ⇒ = = = Ta chọn tỷ số truyền bộ truyền cấp nhanh u 1 = 7 ⇒ tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm là : 2 1 27,54 3,93 7 h u u u = = = III, XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 1. Công suất tác dụng lên các trục. +, trên trục công tác, P ct = 2,4 kw (đã tính ) +, Trục III : ( ) 3 2,4 2,42 . 1.0,99 ct k ol kw η η Ρ Ρ = = = +, Trục II ; ( ) 3 2 2,42 2,52 . 0,97.0,99 br ol kw η η Ρ Ρ = = = +, Trục I : ( ) 2 1 2,52 2,62 . 0,97.0,99 br ol kw η η Ρ Ρ = = = +, Trục động cơ : ( ) 1 2,62 2,79 . 0,95.0,99 dc d ol kw η η Ρ Ρ = = = 2. Số vòng quay trên các trục. +, Tốc độ quay của động cơ n dc =1420 v/ph +, Tốc độ quay của trục I : ( ) 1 1420 450,79 3,15 dc d n n v ph u = = = +,Tốc độ quay của trục II : ( ) 1 2 1 450,79 64,39 7 n n v ph u = = = +, Tốc độ quay của Trục III: ( ) 2 3 2 64,39 16,38 3,93 n n v ph u = = = +, Tốc độ quay của trục công tác : n ct = n 3 =16,38 v/ph 3,Mômen xoắn trên các trục. 6 9,55.10 . i i i P T n = +, Trục I : ( ) 6 6 1 1 1 2,62 9,55.10 9,55.10 55504 . 450,79 P T N mm n = = = +, Trục II : ( ) 6 6 2 2 2 2,52 9,55.10 9,55.10 373754 . 64,39 P T N mm n = = = +, Trục III : ( ) 6 6 3 3 3 2,42 9,55.10 9.55.10 1410928 . 16,38 P T N mm n = = = +, Trục động cơ : ( ) 6 6 2,79 9,55.10 9,55.10 18764 . 1420 dc dc dc P T N mm n = = = +, Trục công tác : ( ) 6 6 2,4 9,55.10 9,55.10 1399267 . 16,38 ct ct ct P T N mm n = = = IV. BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN. Trục Thông số Động cơ I II III Công tác Tỉ số truyền u u d =3,15 7 3,93 Khớp Số vòng quay n (v/ph) 1420 450,79 64,39 16,38 16,38 Công suất P (kw) 2,79 2,62 2,52 2,42 2,4 Momen xoắn T (N.mm) 18764 55504 T 2 ’ =186877 1410928 1399267 Trong đó : T ’ 2 = T 2 /2=373754:2 = 186877 N.mm. Phần II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I, TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI 1. Chọn đai. - Chọn tiết diện đai Theo hình 4.1[1]. Với P dc =2,79 kw n dc = 1420 v/ph ⇒ chọn tiết diện đai A với các thông số sau : -Chọn đường kính đai nhỏ Chọn d 1 =180 (mm) theo bảng 4.21[1]. Kiểm tra vận tốc đai ( ) ( ) 1 ax . . .180.1420 13,38 25 60000 60000 dc m d n v m s v m s π π = = = < = -Chọn đường kính đai lớn Theo công thức (4.2)[1] ta có 1 2 . 1 d u d ε = − Trong đó u= u đ =3,15 ε = 0,02 ( ) 2 180.3,15 578,6 1 0,02 d mm⇒ = = − Theo bảng 4.21[1] chọn đường kính tiêu chuẩn : d 2 =560 mm Vậy tỷ số truyền thực tế : u t = ( ) ε − 1. 1 2 d d = 560 180.(1 0,02) − = 3,17 sai lệch tỷ số truyền : 0 0 .100 0,63 t u u u u − ∆ = = < 4 % thỏa mãn điều kiện *Chọn khoảng cách trục và chiều dài đai. Theo bảng 4.14[1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ số truyền u và đường kính đai d 2 . 2 1 a d = (u t =3,17 ) ( ) 2 560a d mm ⇒ = = Kiểm tra điều kiện a. ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 1 2 0,55. 2 0,55. 180 560 8 2. 180 560 415 1480 d d h a d d a a + + ≤ ≤ + ⇒ + + ≤ ≤ + ⇒ ≤ ≤ Thỏa mãn điều kiện Kí hiệu Kích thước tiết diện (mm) b t b H h Y y 0 A 11 13 8 2,8 81 100÷200 560÷4000 Từ khoảng cách trục a đã chọn theo công thức (4.4)[1] ta có : l = 2.a + 0,5.п.(d 1 + d 2 ) + a dd .4 )( 2 21 − ( ) ( ) 2 . 180 560 (560 180) 2.560 2346,85 2 4.560 l mm π + − ⇒ = + + = Theo bảng 4.13[1] , chọn chiều dài đai tiêu chuẩn : l = 2500 (mm) Theo công thức (4.15)[1] ta kiểm nghiệm đai về tuổi thọ. ( ) ( ) ax 13,38 5,352 10 2,5 m v i v s i v s l = = = < = 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai. - Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2500 mm theo công thức (4.6)[1] ta có a = 4 ).8( 22 ∆−+ λλ với λ = l - 1 2 ( ) . 2 d d π + = 2500 - (180 560) . 2 π + = 1337,61 Δ = 2 )( 12 dd − = (560 180) 2 − =190 Do đó ( ) 2 2 1337,61 (1337,61 8.190 ) 640,63 4 a mm + − = = * Góc ôm 1 α trên bánh đai nhỏ. Theo công thức (4.7)[1] ta có ( ) 2 1 1 57.( ) 57 180 180 560 180 146,19 640,63 o d d a α − = − = − − = 0 1 min 120 α α ⇒ > = thỏa mãn điều kiện 3.Xác định số đai z: -Số đai z được tính theo công thức 4.16[1] : z = [ ] zulo ddc CCCCP KP . α Theo bảng 4.7 (tttk) với đặc tính làm việc êm và số ca làm việc là 2 chọn K đ = 1,2( hệ dẫn động cơ nhóm II ) α C : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1 α Theo [1] trang 61 ta tính được: 0.915C α = với 0 1 146,19 α = Với 0 l l = 2500 1700 = 1,47 ⇒ theo bảng 4.16 [1] suy ra C 1 =1,08 +, C u : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Theo bảng 4.17[1] và u = 3,17 > 3 nên u C = 1,14 [...]... kớnh d v bng 10.2[1] ta xỏc nh c chiu rng ln ln lt nh sau b01=17 (mm) b02=21(mm) b03=33(mm) b, Xỏc nh khong cỏch gia cỏc gi v im t lc Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong hộp: k1 = 8 mm Khoảng cách mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp : k2 = 8 mm Khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến lắp ổ : k3 = 10 mm Chi u cao lắp ổ và đầu bu lông : hn = 15 mm - Chiu di may v bỏnh rng tr (trờn... kiện về quá tải ; 5, Các thông số và kích thớc bộ truyền bánh răng trụ Khoảng cách các trục aw2 = 225 mm Mô đun pháp m = 2,5 mm Chi u rộng vành răng b2 = 45 mm Tỷ số truyền u2 = 3,94 Góc nghiêng của răng o = 16 15 36 ; Góc ăn khớp o = 20 Số răng bánh răng Z1 =35 răng ; Z2 = 138 răng Hệ số dịch chỉnh chi u cao x1 = 0 ; x2 = - 0 Đờng kính vòng chia d1 = 91mm ; d2 = 359 mm Đờng kính đỉnh răng da1 = 93mm... bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp; KH = 1,13; a w2 225 = 0,002.73.0,31 = 0,34 m/s u2 3,93 (tra bảng 6.15 răng nghiêng đợc :H =0,002 ) (tra bảng 6.16 cấp chính xác là cấp 9 đợc :go =73 ) 0,34.45.91,28 K Hv = 1 + = 1,003 2.186877.1,062.1,13 KH =1,062.1,13.1,003 = 1,204 bw : Chi u rộng vành răng; b = 45 mm dw2 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ động; d w2 = 91,28 mm T2 = 186877... khi ăn khớp lực ăn khớp đợc chia làm 3 thành phần : Ft3 = Ft4 =2.T2 /dw2 =2.186877/91,28 = 4095 (N) Fr3 = Fr4 = Ft3 tg/cos = 4095 o tg20 /cos34,69= 1813 (N) Fa3 = Fa4 = Ft3.tg = 4095.tg34,690= 2834 (N) C, Bng thụng s ca b truyn bỏnh rng Khong cỏch trc aw (mm) Mụun phỏp um Chiu rng vnh rng bw (mm) T s truyn ut Gúc nghiờng ca rng H s dch chnh x1 x2 S rng bỏnh rng z1 z2 ng kớnh chia d1 (mm) d2 (mm) ng kớnh... 0,95 1 1 = 483,65 MPa ; Ta có: [H] > H Vậy cặp bánh răng trụ thỏa mãn bền tiếp xúc ; b, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo công thức ( 6.33) : 2.T2 K F Y Y YF F = ; b w2 m.d 2 trong đó : +, T2 = 186877 N.mm : mômem xoắn trên trục chủ động ; +, m = 2,5 mm : môđun pháp ; +, b = 45 mm : chi u rộng vành răng ; +,dw2 = 91,28 mm : đờng kính vòng lăn của bánh chủ động ; +,Y : hệ số kể đến độ nghiêng của... lm12=lm13=(1,2 1,5).d1=(30 ữ 37,5) mm Ta chn lm12=30 mm v lm13=35 mm -Chiu di may bỏnh rng tr rng nghiờng (trờn trc II) lm22=lm23=lm24=(1,2 ữ 1,5)d2=( 42 ữ 52,5) mm Chn lm22=45 mm, lm23=50 mm v lm24= 45 mm -Chiu di may bỏnh rng tr rng nghiờng (trờn trc III) lm32=lm33=lm34=(1,2 ữ 1,5)d3=( 78 ữ 97,5) mm Chn lm32=lm34=90 mm, lm33=80 mm *Chiu di cỏc on trc -Trc II l22=0,5(lm22 + b02) +k1 +k2= 0,5.(45 +21)... 138 ) = = 0,96 Cos = 2.a 2 2.225 = 16,26 = 16o1536; +, Chiu rng bỏnh rng : bw = ba aw = 0,2.225 = 45 (mm) ; 4 Tớnh kim nghim truyn bỏnh rng tr rng nghiờng a, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo công thức (6.33)[1] : H = ZM ZH Z 2.T2' K H (u2 + 1) b w2 u2 d 2 2 Trong đó : ZM : Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu, với cặp vật liệu bánh răng thép - thép 1/3 ZM =274 Mp ZH : Hệ số kể đến hình... Vy lc tỏc dng lờn trc : Theo cụng thc 4.21(tttk) : Fr = 2.Fo.z.sin( 1 2 ) = 2.231,1.1.sin(146,190 2 ) = 442,23 (N) 5, Bng kt qu tớnh toỏn Thụng s Giỏ tr ng kớnh bỏnh ai nh ng kớnh bỏnh ai ln Chiu rng bỏnh ai Chiu di ai S ai Khong cỏch trc Lc tỏc dng lờn trc d1(mm) d2(mm) B(mm) l (mm) z a (mm) Fr (N) 180 560 20 2500 1 640,63 442,23 II,THIT K B TRUYN BNH RNG CA HP GIM TC A, Thit k b truyn cp nhanh (B... kin quỏ ti 5, Cỏc thụng s v kớch thc b truyn bỏnh rng cp nhanh -Khoảng cách trục: aw1 = 190( mm) -Môđun pháp : m=2,5 (mm) -Chi u rộng vành răng bw1 = 57( mm) -Tỉ số truyền: u1=7 -Số răng: z1=19 ; z2=133 -Hệ số dịch chỉnh : x1= x2=0 Theo bảng 6.11/104 [I] ta có: + Đờng kính vòng chia: d1=mz1=2,5.19=47,5(mm); d2=mz2=2,5.133=332,5(mm) + Đờng kính đỉnh răng: d a1 = d1 + 2 = 49.5(mm) d a 2 = d 2 + 2 = 334,5(mm)... 0 và zV1 = 39.67, zv2 =155.97); +, KF : hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KF KF KFv ; KF : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng KF =1,234 (Bng 6.7[1]) KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng (6.14)[1] , ta đợc: KF = 1,37 ( với v = 0,31 m/s) KFV: hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp : KF =1+F.bw.dm1/(2.T1.KFKF . dụng lên trục. 9 5, Bảng kết quả tính toán. 10 II, Thiết kế bộ truyền bánh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 16 C,. trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy sinh viên đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau. -Tập 1 và 2 Chi tiết máy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP. -Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động. truyền bánh răng. 21 III, Thiết kế trục. 21 1, Chọn vật liệu. 21 2, Xác định tải trọng tác dụng lên trục. 21 3, Tính thiết kế trục. 22 4, Tính toán thiết kế trục I. 24 5, Tính toán thiết kế trục