Thuyết minh Đồ án chi tiết máy tính toán và thiết kế hộp giảm tốc bánh răng thẳng răng nghiềng 2 cấ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG THẲNG RĂNG NGHIỀNG 2 CẤP NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ LỚP:

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP GIẢM

TỐC BÁNH RĂNG THẲNG RĂNG NGHIỀNG 2 CẤP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ

LỚP:DH22OTO09

Hướng dẫn: ThS PHÙNG DANH SA Nhóm thực hiện: 1.5 gồm:

1 Nguyễn Nhật Tân

2 Nguyễn Nhựt Khánh

3 Châu Thanh Phong

4 Lê Minh Hải

Tp Cần Thơ, tháng 4 năm 2024

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG THẲNG

BÁNH RĂNG NGHIÊNG 2 CẤP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ

LỚP DH22OTO09

Tp Cần Thơ, tháng 4 năm 2024

Trang 3

YÊU CẦU ĐỀ TÀI, HÌNH ẢNH GV CUNG CẤP:

Trang 4

Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 16.1

Nhiệm vụ

Nguyễn Nhật Tân

Châu Thanh Phong

Lê minh hải

Nguyễn Nhựt Khánh

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GV HƯỚNG DẪN

I VỀ HÌNH THỨC

………

II VỀ NỘI DUNG ………

………

III KẾT LUẬN Đạt: ………

………

Trang 6

LỜI NÓI ĐẦU

Với nhiều sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, đến nay Đồ án chi tiết máy về tính toán vàthiết kế hộp giảm tốc bánh răng thẳng bánh răng nghiêng 2 cấp của nhóm 1.5 đã hoànthành Để hoàn thành được đồ án này nhóm chúng tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡtận tình của quý thầy cô, bạn bè … Để tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, nhóm 1.5 xin

chân thành cảm ơn

Thiết kế Đồ án Chi tiết máy là môn học cơ bản của ngành cơ khí nói chung cũng nhưCông Nghệ Kỹ Thuật ÔTÔ nói riêng, môn này giúp sinh viên rèn luyện cũng như có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với những kiến thức mà chúng ta được học chắc chắn sẽ giúp chúng ta có được nền tảng cơ bản về khối ngành Cơ Khí

Đề tài mà chúng em nhận được là Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc bánh răng thẳng bánh răng nghiêng 2 cấpvà nhiệm vụ của nhóm 1.5 là tính động cơ ,sau đó chuyền động qua đai thang rồi tới hộp giảm tốc.Trong quá trình tính toán và thiết kế, chúng em đã tham khảo tài liệu sau:

1 Giáo trình Đồ án thiết kế máy

2 Tài Liệu Đồ Án Chi Tiết VĂN HỮU THỊNH

3 Sách Đồ Án Chi Tiết

4 Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 1 ( Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)

5 Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 2 ( Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)

6 Một Số Tài Liệu Tham Khảo Từ Thư Viện DNC

Do đây là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán và thiết kế chi tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạn chế nên nhóm chúng em không tránh thoát được sự thiếu sót

Em kính mong nhận được sự giúp đỡ cũng như chỉ dẫn của thầy để chúng em có thể ngày càng phát triển và ngày càng tiến bộ hơn

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

TRƯỞNG NHÓM 1.5

Trang 7

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GV HƯỚNG DẪN i

LỜI NÓI ĐẦU iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

PHẦN I 1

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1

1 Tính chọn động cơ điện 1

1.1 Chọn kiểu loại động cơ 1

1.2 Chọn công suất động cơ 2

1.3 Chọn tốc độ đồng bộ động cơ 2

1.4 Chọn đồng bộ thực tế 3

1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ 3

2 Phân phối tỉ số truyền 5

2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc 7

2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốcError! Bookmark not defined. 3 Tính toán các thông số trên các trục 7

3.1 Tính công suất trên các trục 8

3.2 Tính số vòng quay trên các trục 8

3.3 Tính mô men xoắn trên các trục 8

Trang 8

3.4 Lập bảng kết quả 9

PHẦN II THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 9

2.1 Thiết kế bộ truyền đai (hoặc xích) 9

2.1.1 Tiểu mục Error! Bookmark not defined. 1.1.2 Tiểu mục 12

2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng (hoặc trục vít - bánh vít) cấp nhanh 14

2.2.1 Tiểu mục 14

2.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng (hoặc trục vít - bánh vít) cấp chậm 14

2.4 Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp số giảm tốc 15

2.5 Kiểm tra điều kiện chạm trục 15

2.6 Kiểm tra sai số vận tốc 15

PHẦN III THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 17

3.1 Thiết kế trục 17

3.1.1 Tính trục theo độ bền mỏi 17

3.1.1.1 Tính sơ bộ 17

Trang 9

3.1.1.3 Tính chính xác 17

3.1.2 Tính trục theo độ bền tĩnh (tính quá tải) 17

3.1.3 Tính độ cứng cho trục 17

3.2 Tính chọn ổ lăn 18

3.2.1 Chọn phương án bố trí ổ 18

3.2.2 Tính ổ theo khả năng tải động 18

3.2.3 Tính ổ theo khả năng tải tĩnh 18

3.3 Tính chọn khớp nối 18

3.4 Tính chọn then 18

3.2.1 Tính chọn then cho trục I 18

3.2.2 Tính chọn then cho trục II 18

3.2.3 Tính chọn then cho trục III 18

PHẦN IV CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 20

4.1 Thiết kế các kích thước của vỏ hộp 20

4.1.1.1 Tiểu mục 20

4.1.1.2 Tiểu mục 20

4.2 Thiết kế các chi tiết phụ (chốt định vị, que thăm dầu, bu lông vòng, )20

4.2.2.1 Tiểu mục 20

4.2.2.2 Tiểu mục 20

4.3 Chọn các chế độ lắp trong hộp 21

Trang 10

4.3.2.1 Tiểu mục 21

4.3.2.2 Tiểu mục 21

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

PHỤ LỤC 28

Trang 11

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 HAWT Horizontal xis ind A W Turbine

2 VAWT Vertical xis ind A W Turbine

4 MPPT Maximum P ower Point racking T

5 PWM Pulse idth W Modulation

6 NACA National dvisory ommittee for A C Aeronautics

7 BMS Battery anagement M System

9 LiPo Lithium-Ion Polymer

10 LiFePo4 (LFP) Lithium Fe P oh tphat

Trang 12

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: So sánh tuabin HAWT và VAWT Error! Bookmark not defined.

Bảng 3.1: Quan hệ độ cong (m) và vị trí độ cong (p) trên cánh NACA 5 số [43]

Error! Bookmark not defined.

Bảng 4.1: Vận tốc gió trung bình tháng và năm (m/s) tại TPHCM [9] Error!

Bookmark not defined.

Bảng 4.2: Tọa độ biên dạng cánh NACA 2412 nửa cánh bên tráiError! Bookmark

Bảng 4.6: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển sạc Hybrid Controler MPPT 300W28

Bảng 4.7: Thông số vận hành khi không tải 28 Bảng 4.8: Thông số vận hành khi có tải 30

Trang 13

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1: Hệ thống trụ đèn chiếu sáng cho cầu vượtError! Bookmark not defined.

Hình 1.1: Kết cấu chung của trụ đèn chiếu sáng 10 Hình 1.2: Trụ đèn cao áp 12 Hình 3.1: Khí động học cánh rotor [21] 17

Trang 15

1.1 Chọn kiểu loại động cơ

Chọn động cơ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán và thiết kế máy, vì

bộ giảm tốc và động cơ biệt lập nên việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiềuđến việc thiết kế hộp giảm tốc cũng như bộ truyền ngoài hộp

Muốn chọn đúng động cơ cần cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng củatừng loại và chú ý đến các yêu cầu cụ thể của thiết bị cần dẫn động

Để chọn được động cơ thì ta phải biết 2 thông số:

Thông số thứ nhất là P ( công suất cần thiết trên trục động cơ)ct

Thông số thứ hai là n ( số vòng quay sơ bộ trên động cơ)sb

Sau khi đã biết được cả 2 thông số P và n chúng ta tiến hành tra bảng sẽ tìmct sbđược động cơ phù hợp

1.2 Chọn công suất động cơ ( P ) ct

Công cần thiết cho động cơ;

Với công suất của bộ phận làm việc xác định bởi công thức:

P=F V

1000 =5500.0,65

1000 =3,575 kW

Trong đó F: lực kéo của băng tải hoặc xích tải

V: vận tốc của băng tải hoặc xích tải

Công suất tương đương(đẵng trị ) trên trục công tác:

P t đ =P√1 2 0 3+0.8 2 0.5 0.4 0 3+ 2

=2,750kWHiệu suất chumg:

Trang 16

Tra bảng 2.1 ta được: Ƞ đ =0.96 , Ƞ ô =0.99 , Ƞ r=0.98, Ƞ nối= 1

Vậy công suất cần thiết được tính:

P ct=P t đ

Ƞ =3,5750,89=4,000 kW

Như vậy: công suất của bộ phận làm việc

Lưu ý : - Liệt kê đủ các hiệu suất thành phần.

-Phân tích kỹ điều kiện làm việc ban đầu của hệ thống chuyển động làđiều kiện hở hay điều kiện kín

1.3 Chọn tốc độ đồng bộ động cơ ( n ) sb

n=60000v

zp =60000×0.65

14× 31,75 =87,7(v / p)Trong đó:

v – vận tốc vòng (dài) của bộ phận công tác (băng tải, xích tải) (m/s);

p – bước xích của xích tải (mm);

z – số răng đĩa xích tải

Tỉ số chuyền chung của bộ dẫn động:

Hệ truyền động cơ khí có bộ truyền Đai thang và Hộp giảm tốc cấp 2 tra Theobảng 2.2 nên ta có ; u đ=2; u h=8.

Tỉ số truyền chung sơ bộ;

Trang 18

1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ

Bảng P1.7: sách Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 1

( Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)/trang 238

Trang 19

Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ

Trang 20

-Kết luận:động cơ đã chọn thõa mãn đủ điều kiện làm việc của hệ thống.Đảm bảo vận hành mượt mà,mà không gặp khó khăn

2 Phân phối tỉ số truyền

2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền bên trong hộp giảm tốc

Theo yêu cầu bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu,

Kiểm tra sai số tỉ số truyền cho phép

Trang 21

u t¿u đ u n u c =16,409

∆ u=16,41−16,409

16,41 ×100 %=0,01%<4 %¿)

3 Tính toán các thông số trên các trục

3.1 Tính công suất trên các trục

Công suất trên trục 3 sẽ tính từ công suất trên trục công tác chia cho hiệu suất

Trang 22

Sai số ¿4 % vậy thoả với điều kiện sai số cho phép

3.3 Tính mô men xoắn trên các trục

Moment xoắn theo các trục được tính theo công thức sau:

Trang 23

PHẦN II.

THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

2.1 Thiết kế bộ truyền đai thang

Tiêu chuẩn GOST 1284.1 – 80; 2 – 80; 3 – 80 quy định có 7 loại tiết diện đaithang thường theo thứ tự diện tích tăng dần: O, A, , B, Ƃ Γ, Д, E

Đai hình thang chia ra 3 loại:

- Đai thường có b t/h≃ 1,4

- Đai hẹpb t /h ≃1,05 ÷1,1

- Đai rộng b t/h≃ 2÷ 4,5

Thông thường với vận tốc v < 25 m/s dùng đai thang thường, v ≥

25 m/s dùng đai thang hẹp Đai thang hẹp có khả năng tải lớn hơn đaithang thường Đai thang rộng thường dùng trong các bộ biến tốc đai

Thông số đầu vào: công suất P1 (kW), số vòng quay n1 (v/ph) và tỉ

số truyền u

Hình 3.1: kết cấu đai thang

Trang 24

hình 3.3 các thông số của đai hình thang

Trang 25

2.1Chọn đai thang và tiết diện đai

Cộng suất của động cơ P=4kW

Số vòng quay là n=1440v/p

Tỉ số truyền u=2

Bảng 3.3 Chọn loại tiết diện đai thang

Theo công suất và số vòng quay của động xét trên bảng 3.3 ta chọn tiết diện- B

Ta chọn tiết diện đai d1=224 mm

Trang 26

∆ u<4 %=¿thỏa điều kiện

Tỷ số truyền u t=2,28 tra bảng 3,14 ta được

Trang 27

Như vậy a thõa điều kiện 441¿572¿1448

Chiều dài đai

l=2a + 0,5π(d1+d2 ¿+(d2−d1)2

/4al=2.572+0,5.3,14(224+500) + (500−224)2

/4.527≈2316,8mmChọn theo tiêu chuẩn l=2400mm (bảng 3.13)

Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: số vòng chạy của đai trong 1 giây

i=v l=16,882,4 ≈ 7,03lần/s¿[i]=10

Tính lại khoảng cách trục a theo công thức

a =2 l−π (d1+d2)+√¿¿ ¿

2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng (hoặc trục vít

Nội dung thuyết minh

2.2.1 Tiểu mục

2.2.2 Tiểu mục

2.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng (hoặc trục vít - bánh vít) cấp chậm

Trang 28

2.3.1 Tiểu mục

2.3.2 Tiểu mục

2.4 Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp số giảm tốc

2.4.1 Tiểu mục

2.4.2 Tiểu mục

2.5 Kiểm tra điều kiện chạm trục

Trang 29

Nội dung thuyết minh.

Trang 30

3.1.2 Tính trục theo độ bền tĩnh (tính quá tải)

Trang 31

Nội dung thuyết minh Error: Reference source not found:

3.2 Tính chọn ổ lăn

3.2.1 Chọn phương án bố trí ổ

3.2.2 Tính ổ theo khả năng tải động

3.2.3 Tính ổ theo khả năng tải tĩnh

Trang 32

3.2.3 Tính chọn then cho trục III

Trang 33

4.2 Thiết kế các chi tiết phụ (chốt định vị, que thăm dầu, bu lông vòng, ) 4.2.1 Tiểu mục

Trang 34

Từ những dữ liệu lựa chọn ban đầu sau:

- Công suất tuabin: P = 50 WT

- Chọn bán kính tuabin sơ bộ: R = 0,5 m

- Trọng lượng riêng của không khí:  = 1,225 kg/m3

b) Tiểu mục

Các thông số cánh biên dạng NACA 2412 được tính toán như sau:

- Độ cong lớn nhất trên cánh: m = 2% x c = 0,02 x 238,1 = 4,8 (mm) (vớichiều dài dây cung c = 238,1 mm)

Trang 35

a) Tiểu mục

Từ những dữ liệu lựa chọn ban đầu sau: [1]

- Công suất tuabin: P = 50 WT

- Chọn bán kính tuabin sơ bộ: R = 0,5 m

- Trọng lượng riêng của không khí:  = 1,225 kg/m [1]3

b) Tiểu mục

Các thông số cánh biên dạng NACA 2412 được tính toán như sau:

- Độ cong lớn nhất trên cánh: m = 2% x c = 0,02 x 238,1 = 4,8 (mm) (vớichiều dài dây cung c = 238,1 mm)

Trang 36

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo ……… là một vấn đề mang tính thời sự

và có ý nghĩa, đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay ………… đã có các nội dungnghiên cứu theo định hướng trên, đã đạt được các kết quả:

- Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí;

- Thiết kế các chi tiết truyền động;

- Thiết kế các chi tiết đỡ nối;

- Cấu tạo vỏ hộp, các chi tiết phụ và chọn chế độ lắp trong hộp

- Kết quả thể hiện trên bản vẽ:

- Mở rộng những đề tài nghiên cứu, thiết kế những hệ thống…

- Nghiên cứu bổ sung hệ thống dẫn động để tăng tỉ số truyền nhưng thiết kếsao cho công suất tổn hao truyền động thấp nhất

Trang 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

[1] Trịnh Chất–Lê Văn Uyển, Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí (Tập 1) Nhà xuấtbản giáo dục, 2006

[2] Nguyễn Ngọc Điện gió và quạt gió bơm nước NXB Lao Động, 2013

[3] Tôn Ngọc Triều, Nâng cao hiệu suất của máy phát điện gió công suất nhỏ, luận văn thạc sỹ, Đại học sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 2009.

[4] Nguyễn Phùng Quang, Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bộ phát điện bằng sức gió

có công suất 10 – 30 KW phù hợp với điều kiện Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề

tài khoa học cấp nhà nước, 2007

[5] Chu Đức Quyết, Tính toán thiết kế mô hình hệ thống cánh Turbine gió kiểu trục đứng trong máy phát điện công suất 10KW, luận văn thạc sỹ, Trường Đại học

KTCN – Đại học Thái Nguyên, 2009

[6] Đặng Thiện Ngôn, Phùng Tấn Lộc Nghiên cứu phát triển máy phát điện gió

trục đứng công suất nhỏ tự điều chỉnh cánh theo hướng gió Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, số 37,

tr.72, 2016

[7] Nguyễn Tấn Anh Dũng, Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và thiết bị để sử dụng năng lượng gió trong sản suất, sinh hoạt nông nghiệp và bảo vệ môi trường.

Báo cáo tổng kết chuyên đề, 2006

[8] Phạm Hồng Vân, Nghiên cứu, điều tra, khảo sát và đánh giá các hệ thống phát điện kết hợp các dạng năng lượng tái tạo cho cụm dân cư ở vùng ngoài lưới điện quốc gia, viện Năng lượng - Bộ Công thương, 2014.

[9] Bộ Xây Dựng, QCVN 02:2009/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia - Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng, Hà Nội, 2008, Tr 78.

[10] Bộ Xây Dựng, TCXDVN 259:2001, Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường, đô thị, Hà Nội, 2001, Tr 2-4

Trang 38

[11] Nguyễn Ngọc Điện gió Nhà xuất bản Lao Động, 2012.

Glasgow, Scotland G12 8QQ/ Scotland G1 1XJ, United Kingdom, 2011

[15] A Hovhannisjan, A conceptual product for the sustainable highway,

Organisation University of Twente Industrial Design Engineering, sources ofinnovation, 2011

[16] Bruce Champagnie, Geatjens Altenor, Antonia Simonis, Highway Wind Energy, Florida International University, 2013.

[17] Andrew Tendai Zhuga, Benson Munyaradzi and Clement Shonhiwa, Design of Alternative Energy Systems: A Self-Starting Vertical Axis Wind Turbine for Stand-Alone Applications (charging batteries), Chinhoyi University of

Technology, ZIMBABWE, 2006

[18] MD Saddam Hussen, Dr K Rambabu, M Ramji, E Srinivas, Design and analysis of vertical axis wind turbine rotors, International Journal on Recent

Technologies in Mechanical and Electrical Engineering (IJRMEE), 2015

[19] Richard Keough, Victoria Mullaley, Hilary Sinclair, Greg Walsh, Design, Fabrication and Testing of a Water Current Energy Device” Memorial

University of Newfoundland Faculty of Engineering and Applied ScienceMechanical Design Project II – ENGI 8926, 2014

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	6,89 MB