Thuyết minh tính toán thiết kế Đồ Án thiết kế máy

số trang: 40 trang n i dung này khi hoàn thành b n thuy t minh ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh ản thuyết minh ết bên dưới SV có th s d ng tr c ti p file này, thêm n i ể sử dụn

C U TRÚC B N THUY T MINH TÍNH TOÁN ẤU TRÚC BẢN THUYẾT MINH TÍNH TOÁN ẢN THUYẾT MINH TÍNH TOÁN ẾT MINH TÍNH TOÁN

THI T K ẾT MINH TÍNH TOÁN ẾT MINH TÍNH TOÁN

Đ ÁN THI T K MÁY Ồ ÁN THIẾT KẾ MÁY ẾT MINH TÍNH TOÁN ẾT MINH TÍNH TOÁN

SV xem chi ti t bên d ết bên dưới ưới i (SV c n gi i h n max s trang: 40 trang) ần giới hạn max số trang: 40 trang) ới ạn max số trang: 40 trang) ố trang: 40 trang)

Ph n text màu đ là ph n h ần giới hạn max số trang: 40 trang) ỏ là phần hướng dẫn, SV cần xóa ần giới hạn max số trang: 40 trang) ưới ng d n, SV c n xóa ẫn, SV cần xóa ần giới hạn max số trang: 40 trang)

n i dung này khi hoàn thành b n thuy t minh ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh ản thuyết minh ết bên dưới

SV có th s d ng tr c ti p file này, thêm n i ể sử dụng trực tiếp file này, thêm nội ử dụng trực tiếp file này, thêm nội ụng trực tiếp file này, thêm nội ực tiếp file này, thêm nội ết bên dưới ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh

dung chi ti t vào các m c ết bên dưới ụng trực tiếp file này, thêm nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Đỗ Tiến Sĩ

GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN:

2

Tp HCM, Ngày 10o0 tháng 0o0 6 năm 20o0 22

Đề bài: SV sử dụng file pdf trang 1 đề bài điền đầy đủ thông tin số liệu & chữ ký xác nhận của GVHD

Mục lục

I Tính toán công suất, tốc độ trục công tác 0o0 1

I.1 Thông số đầu vào 0o0 1I.2 Công suất trên trục công tác 0o0 2I.3 Tốc độ quay trục công tác 0o0 3

II Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền 0o0 4

II.1 Thông số đầu vào 0o0 4II.2 Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền 0o0 5II.3 Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động 0o0 6

III Tính toán, thiết kế bộ truyền đai 0o0 7

III.1 Thông số đầu vào 0o0 7III.2 Chọn loại đai và tiết diện đai 0o0 7III.3 Xác định các thông số bộ truyền 0o0 7

III.4 Xác định số dây đai 0o0 7III.5 Xác định lực căng đai, lực tác dụng lên trục 0o0 7III.6 Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền Đai 0o0 7

IV Tính toán, thiết kế bộ truyền bánh răng 0o0 7

IV.1 Thông số đầu vào 0o0 7IV.2 Chọn vật liệu 0o0 7IV.3 Xác định ứng suất cho phép 0o0 7

IV.4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục, a w

0o0 7IV.5 Xác định các thông số ăn khớp 0o0 7

- Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng

IV.6 Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền hệ thống .0o0 9 IV.7 Kiểm nghiệm bền .10o0

IV.8 Tính lực tác dụng khi ăn khớp

11

- Lực vòng - Lực hướng tâm - Lực dọc trục IV.9 Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền bánh răng .12

V Tính chọn nối trục 13

V.1 Thông số đầu vào 14

V.2 Chọn nối trục 15

V.3 Tính kiểm nghiệm bền 16

- Kiểm nghiệm bền dập vòng đàn hồi - Kiểm nghiệm bền uốn chốt V.4 Tính lực tác dụng lên trục 17

- Moment xoắn - Lực nối trục (hướng kính) VI Tính toán thiết kế trục, chọn then 18

VI.1 Thông số đầu vào .19

VI.2 Chọn vật liệu .20o0 VI.3 Tính toán thiết kế trục theo điều kiện bền, chọn then .21

SV vẽ sơ đồ phân tích lực tác dụng từ các bộ truyền khi làm việc cụ thể nối trục, đai, xích, bánh răng Chú ý khoảng cách giữa nối trục, gối, bánh răng, bánh đai, đĩa xích là các thông số chưa biết và sẽ xác định trong các bước tính toán tiếp theo phía sau

- Xác định ngoại lực từ bộ truyền tác dụng lên trục

Xem bánh đai, đĩa xích, bánh răng là các đối tượng tuyệt đối cứng, sử dụng nguyên lý dời lực xác định ngoại lực tác dụng lên trục (vẽ sơ đồ tải trọng cho các trục)

- Xác định nội lực phát sinh trong trục

Vẽ các biểu đồ nội lực (chỉ cần vẽ biểu đồ moment uốn, xoắn Cho phép bỏ qua biểu đồ lực cắt)

- Xác định đường kính & chiều dài các đoạn trục

VI.4 Tính kiểm nghiệm bền 22

VI.5 Bảng tổng kết thông số đường kính trục 23

SV vẽ kết cấu các trục (bao gồm thông tin vị trí gối, bánh đai/xích, bánh răng, đường kích các đoạn trục)

VII Chọn Ổ lăn 24

VII.1 Trục 1 25VII.1.1 Thông số đầu vào 25

Bao gồm: đường kính ngõng trục tại vị trí lắp ổ, tốc độ quay trục vòng/phút, thời gian phục vụ, phản lực gối

VII.1.2 Chọn ổ lăn 25

- Dung sai trục, ổ trục

VII.2 Trục 2 26VII.2.1 Thông số đầu vào 25

Bao gồm: đường kính ngõng trục tại vị trí lắp ổ, tốc độ quay trục vòng/phút, thời gian phục vụ, phản lực gối

VII.2.2 Chọn ổ lăn 25

- Dung sai trục, ổ trục

VIII Tính toán vỏ hộp, các chí tiết phụ 25

VIII.1 Thân vỏ hộp 26VIII.2 Que thăm dầu 26

7

VIII.3 Nút tháo dầu 26VIII.4 Bu lông vòng 26

Tài liệu tham khảo

I Tính toán công suất, tốc độ trục công tác

I.1 Thông số đầu vào

- Loại vật liệu vận chuyển: Đá dăm

- Năng suất, Q=130 tấn/h

- Đường kính vít tải, D=320 m

- Chiều dài vận chuyển, L=36 m

- Chiều rộng bang tải, B = 1200 mm

- Vận tốc băng tải, v = 1.6 m/s

I.2 Công suất trên trục công tác

Công suất cần thiết chuyển tải vật liệu, P lv(kW )

P lv=k (c × L× v +0.00015 ×Q × L)=3.61014 kW

k = 1.05, hệ số phụ thuộc chiều dài băng tải

c = 0.048, hệ số phụ thuộc chiều rộng băng tải

Q=40 tấn/h, năng suất vận chuyển L=15 m, chiều dài vận chuyển

II Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

II.1 Thông số đầu vào

- Công suất cần thiết chuyển tải vật liệu, P lv=3.61014 kW

- Số vòng quay trục vít, n lv=95.54 rpm

II.2 Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

- Công suất cần thiết trên trục động cơ [2]

P ctđc=P lv

η=η đ ×(η ol)3×η br × η kn=0.867214- hiệu suất truyền động toàn hệ thống

η đ=¿ 0o0 95 - hiệu suất bộ truyền đai (hở)

η kn=¿0o0 98 - hiệu suất nối trục

- Chọn động cơ

Chọn tỉ số truyền chung sơ bộ u sb=u nsb ×u hsb=15.975

Tính số vòng quay sơ bộ cần thiết trên trục động cơ

n sb=u sb ×n lv=15.975 ×95.54=1526 rpmChọn động cơ không đồng bộ 3 pha, rotor lòng sóc có các thông số kỹ thuật như bảng sau:

Product code T start/T n T max/T n

M3BP 132SMB4/ 3GBP 132 322-ADB

- Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền chung của hệ thống

u đ=u ch/u br=3.8

II.3 Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động

- Công suất cần thiết trên trục công tác (trục III)

III.1. Thông số đầu vào

- Công suất cần thiết trên trục động cơ, P ctđc=4.197507 kW

- Tỉ số truyền bồ truyền đai, u đ=3.8

III.2. Chọn loại đai và tiết diện đai

- Chọn loại đai: đai thang thường B (Б))

- Tiết diện đai, A=138 mm2

- Chiều cao đai, h=10.5 mm

III.3. Xác định thông số bộ truyền

→ Đường kính bánh đai dẫn (theo tiêu chuẩn): d1=160 mm

→Sai lệch tỉ số truyền: 0o0 316% →thỏa

- Tính số dây đai, z= P K đ

[P0]C α C L C u C z=1.14278P=4.107507 kW : Công suất trục chủ động

6=1.01847: Hệ số ảnh hưởng chiều dài đai

L0=2240 mm: chiều dài đai thực nghiệm

C u=1.14: Hệ số xét đến ảnh hưởng hệ số truyền

C z=1: Hệ số ảnh hưởng phân bố tải trọng không đều trên các dây đai

[P0]=3.91 kW : công suất cho phép

III.6. Bảng thông số kĩ thuật bộ truyền đai

Công suất trên trục dẫn P 4.1975 kW

Tốc độ quay trục dẫn n 1450o0 rpm

Tỉ số truyền thực tế u đtt 3.788

Đường kính pulley dẫn d1 160o0 mm

Đường kính pulley bị dẫn d2 60o0 0o0 mm

Góc ôm pulley dẫn α1 139.13 degree

Số sợi dây đai z 1

Lực căng đai (per one

Lực tác dụng lên trục F r 674.0o0 87 N

IV Tính toán, thiết kế bộ truyền bánh răng

IV.1 Thông số đầu vào

- Tỉ số truyền thực tế bộ truyền đai:u đtt=3.788

- Tải trọng ko đổi, quay 1 chiều

IV.2 Chọn vật liệu

luyện

Độcứng

Giới hạnbền

Giới hạn

Tôi cải

427.2

IV.3 Xác định ứng suất cho phép

[σ H]max=2.8 σch=1260 MPa: Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải

σ Hlim ° 1=2 HB1+70=490 MPa: Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở

σ Hlim ° 2=2 HB2+70=470 MPa: Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở

σ Flim ° 1=1.8 HB1=378 MPa: Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở

σ Flim ° 2=1.8 HB2=360 MPa: Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở

S H=1.1: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc

S F=1.75: Hệ số an toàn khi tính về uốn

K FC=1: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải (đặt tải một phía-quay một chiều KFC =1)

K HL=1: Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ (N HE>N HO)

K FL=1: Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng (N FE>N FO)

N HE1=N FE1=60 c n1 L H=¿4121280o0 0o0 0o0 : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

N HE2=N FE2=60 c n2 L H=¿10o0 30o0 320o0 0o0 0o0 : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

N HO1=30 HB12.4=¿11231753: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc

N HO2=30 HB22.4=¿9990o0 638: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc

N FO=4 ×106=4000000: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử uốn

IV.4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục, a w

Có: u=4: Tỉ số truyền

[σ H]=436.46 MPa: Ứng suất tiếp xúc cho phép

1

3: Hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng

ψ ba=0.4: - Hệ số chiều rộng vành răng, phụ thuộc vào vị trí lắp bánh răng lên trục và độ cứng vật liệu

Z H=√2cos β b

sin 2α tw1.74: Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúctan β b=cosαt ×tanβ=0.16 8

α t w=α t=arctan(tanα cosβ)=20.317, Trong đó α=20 °

Z ε=√ε1α=0.769: Hệ số kể đến sự trùng khớp răng

ε α=[1.88−3.2(z11+

1

z2) ]cosβ:Hệ số trùng khớp ngang

K H=K H β+K H α+K H v=1.222: Hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc

K Hβ=1.06: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

K Hα=1.13: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp

δ H=0.002: hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp

g0=73: hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2

b w=ψ ba a w=64 mm: chi u r ng vành răngền bộ truyền bánh răng ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh

Y ε=1

ε α=0.591: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

Y β=1− β

140=0.928:H s k đ n đ nghiêng c a răngệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ể sử dụng trực tiếp file này, thêm nội ết bên dưới ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh ủa răng

Y F 1=3.9: H s d ng răng c a bánh răng d nệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ạn max số trang: 40 trang) ủa răng ẫn, SV cần xóa

Y F 2=3 6: H s d ng răng c a bánh răng b d nệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ạn max số trang: 40 trang) ủa răng ị dẫn ẫn, SV cần xóa

K F=K F β+K F α+K F v=1.634: H s t i tr ng khi tính v u nệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ản thuyết minh ọng động xuất hiện trong vùng ăn ền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang)

K Fβ=1.14:H s k đ n s phân b không đ u t i tr ng trên chi u r ng vành răngệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ể sử dụng trực tiếp file này, thêm nội ết bên dưới ực tiếp file này, thêm nội ố trang: 40 trang) ền bộ truyền bánh răng ản thuyết minh ọng động xuất hiện trong vùng ăn ền bộ truyền bánh răng ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh

K Fα=1.37: H s k đ n s phân b không đ u t i tr ng cho các đôi răng ăn kh p ệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ể sử dụng trực tiếp file này, thêm nội ết bên dưới ực tiếp file này, thêm nội ố trang: 40 trang) ền bộ truyền bánh răng ản thuyết minh ọng động xuất hiện trong vùng ăn ới

K Fv=1+ v F b w d w1

2 T1K F β K F α=1.046: H s k đ n t i tr ng đ ng xu t hi n trong vùng ăn ệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang) ể sử dụng trực tiếp file này, thêm nội ết bên dưới ản thuyết minh ọng động xuất hiện trong vùng ăn ội dung này khi hoàn thành bản thuyết minh ất hiện trong vùng ăn ệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng

kh p khi tính v u nới ền bộ truyền bánh răng ố trang: 40 trang)

σ H max=σ H√K qt=436.455 MPa<[σ H]max=1260 MPa

σ F max=σ F K qt=68.668 MPa<[σ F]max=360 MPa

IV.8 Tính lực tác dụng khi ăn khớp

IV.9. Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền bánh răng

17

Tỉ số truyền (phân phối) u br 4.000

V.1 Thông số đầu vào

- Đặc trưng tải trọng: băng tải

V.2 Chọn nối trục

Trong đó:

T =368076 Nmm: Moment xoắn danh nghĩa

k =1.3: Hệ số an toàn làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác

- Tính sơ bộ đường kính trục tại vị trí lắp nối trục

80o0 130o0

Giá trị 14 M10o0 20o0 62 34 15 28 1.5

V.3 Tính kiểm nghiệm bền

σ d= 2 kT

Z D0d c l3=2.528 MPa<[σ d]

Trong đó [σ d]=4 MPa: Ứng suất dập của vòng cao su

D t=130 mm: Đường kính qua tâm chốt nối trục đàn hồi

VI Tính toán thiết kế trục, chọn then

VI.1 Thông số đầu vào

19

- F rđ=674.087 N : Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai/xích

- α=30 °: Góc nghiên bộ truyền đai/xích

- F r nt=1132.5415 N: Lực nối trục (lực hướng tâm)

- F t=3143.546 N: Lực tiếp tuyến (lực vòng) bộ truyền bánh răng

VI.3 Tính toán thiết kế trục theo điều kiện bền, chọn then

Điều kiện bền cắt: τ ≤[τ ], với τ = T

0.2d3

21

ω1

ω2

F r

Frk n

Ft

1 Fr 1

Fr 2

Fa 2 Ft 2

Fa 1

T 2

T 1

300

[τ]1=15 MPa: Ứng suất trượt cho phép trên trục I

[τ]2=30 MPa: Ứng suất trượt cho phép trên trục II

l m 12=1.2 d=42 mm Chiều dài mayơ bánh đai

l m 13=1.2 d=42mm: Chiều dài mayơ bánh răng

k1=15 mm: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong hộp hoặc giữ các

chi tiết quay

k3=10 mm: Khoảng cách từ đầu mút chi tiết quay đến nắp ổ

h n=15 mm: Chiều cao nắp ổ vè đầu bulong

l c 12=l12=0.5(l m12+b0)+k3+h n=56.5: Khoảng trục công xôn chìa ra ngoài gắn với bánh đai

l c 13=0.5(l m 13+b0)+k3+h n=56.5: Khoảng trục công xôn chìa ra ngoài gắn với bánh răng

l m 2 3=1 2 d=48 mm: Chiều dài mayơ bánh răng

k1=15 mm: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong hộp hoặc giữ các

chi tiết quay

k3=10 mm: Khoảng cách từ đầu mút chi tiết quay đến nắp ổ

h n=15 mm: Chiều cao nắp ổ vè đầu bulong

l c 22=l22=0.5(l m 22+b0)+k3+h n=6 4 5: Khoảng trục công xôn chìa ra ngoài gắn với khớp nối

l c 23=0.5(l m 2 3+b0)+k3+h n=60 5: Khoảng trục công xôn chìa ra ngoài gắn với bánh răng

l2 3=0.5(l m2 3+b0)+k1+k2=5 5 5

l11=2l13=1 11 mm

- Xác định ngoại lực từ bộ truyền tác dụng lên trục

Xem bánh đai, đĩa xích, bánh răng là các đối tượng tuyệt đối cứng, sử dụng nguyên lý dời lực xác định ngoại lực tác dụng lên trục (vẽ sơ đồ tải trọng cho các trục)

- Xác định nội lực phát sinh trong trục

Vẽ các biểu đồ nội lực (chỉ cần vẽ biểu đồ moment uốn, xoắn Cho phép bỏ qua biểu đồ lực cắt)

- Xác định đường kính & chiều dài các đoạn trục

VI.4 Tính kiểm nghiệm bền

VI.5 Bảng tổng kết thông số đường kính trục

SV vẽ kết cấu các trục (bao gồm thông tin vị trí gối, bánh đai/xích, bánh răng, đường kích các đoạn trục)

VII Chọn ổ lăn

VII.1 Trục 1

VII.1.1 Thông số đầu vào

Bao gồm: đường kính ngõng trục tại vị trí lắp ổ, tốc độ quay trục vòng/phút, thời gian phục vụ, phản lực gối

VII.1.2 Chọn ổ lăn

- Dung sai trục, ổ trục

23

VII.2 Trục 2

VII.2.1 Thông số đầu vào

Bao gồm: đường kính ngõng trục tại vị trí lắp ổ, tốc độ quay trục vòng/phút, thời gian phục vụ, phản lực gối

VII.2.2 Chọn ổ lăn

- Dung sai trục, ổ trục

VIII Tính toán vỏ hộp, các chi tiết phụ

VIII.1 … SV xem chi tiết phần mục lục

VIII.2.

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn, Kỹ thuật nâng chuyển – Tập 2: Máy vận chuyển liên tục, NXB ĐHQG Tp.HCM, 20o0 0o0 4

[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 1, NXB Giáo dục, 20o0 0o0 6.[3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 2, NXB Giáo dục, 20o0 0o0 6.[4] Trần Thiên Phúc, Thiết kế chi tiết máy công dụng chung, Nhà xuất bản ĐHQG, 20o0 11