Đồ án thiết kế chi tiết máy tên Đề tài thiết kế hệ thống truyền Động cơ khí0

Bảng phân phối tỉ số truyền của hệ thống:... Vì chế độ làm việc là 2 ca, tải trọng tĩnh nên lấy trị số trong bảng tăng thêm 0,1... = Xác định hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thứ

MUC LUC

G6 Li8ur ban GAUL eee ccccccccccecccscsesesesesesesesesevevesessvevesevevevevevavavevavavevevavavsvsvicsvavssssavscesiseeseseveveesees 2

CHUGNG I: TINH TOAN DONG HOC.hoooccsecccssseessssesesssesssssetsssieeseveneseveeessressssneessnessnetvees 3

1.Hệ số ð10 72222275755 ccc cece cece keene cen e eee e end ELE e cede Crd E CHEE cd detiae cnet etiatisaecniesititeseeniieenes 3

2.COng suat can thiét cla GONG COD ceccccccccccecescssessesssesvssessesessesecsvssesecevssveecstsssevaresteeveceeees 3

3.Chọn động cơ thựcC: L1 0 1221112111221 157 11 11150115 11151111114 k HH HT Hà heo 3 4.Công suất thực của động CƠI L2 2 111 n1 HH TH 11H TH tk xkcnhkky 3

5.Công suất trên các trục I II [ÏÏ: ¿s5 E2E£E1EE12EEE1E1111211121111211 212111 3 6.Số vòng quay trên các trục I II ÏÏI:, -.- ¿se 2E%2E£EE2EEEEEEEEE12E12E271 11111211 1E trrrrei 3 7.Momenf XOẮN: 2-51 n2 E22 2212111212110212111221 1212121211211 n 1tr ng 4 Bảng phân phối tỉ số truyền của hệ thống: - 52 ST E1 1 1102121211212 1 re 4

CHƯƠNG II: THIẾT KÉ BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP GIẢM TÓC -2 5252-c: 5

1.Tinh toan b6 truyén GAL cccccccceseseccsnnteseccccccevsvevecstteeettuaaaccccceceusescevcceuceaeeaeeseeseeeeeeaa 5 2.Tính bộ truyền 1 8

3.Tính bộ truyền bánh răng: - c1 11211 12110112111 12121112111 tre II CHƯƠNG III: HỘP GIẢM TỐC -.- 2-5 2E EE2E1221121121112112112112112E E1 errree 17

2.Kiém nghiỆm L2 122211221112 1215111111511 5111121115 xxx khen 20

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN Ö LĂN -2222222222222212222211222111221112221.221 c1 28

% Sol 1éu ban dau:

- Công suất của thùng trén: P3 (kW)

- Số vòng quay của thùng trộn: n3 (vòng/phút)

- Thời gian phục vụ: L = § năm

- Quay l chiều, làm việc 2 ca, tải trọng tinh (1 năm làm việc 300 ngày, l

ca làm việc § giờ)

- Động cơ có số vòng quay: nạ = 1420 (vòng/phút)

- Hiệu suất:

o Hiệu suất bộ truyền đai thang nd = 0,95

o Hiệu suất cặp bánh răng trụ răng thăng rbr = 0,96

o Hiệu suất cặp ô lăn nol = 0,99

o Hiệu suất bộ truyền xích nx = 0,95

- Banh rang tinh theo tiéu chuan ISO, chon vat ligu ENC60, các hệ số

KA = 1; KHv = 1; KHB = 1,2; KHo = 1 khi nhap trong phan mém Autodesk Inventor Professional

- Bộ truyền đai tinh theo tiéu chuan DIN 2215, chọn trước d1 = _180 mm, khoảng cách trục (a = đ2), chiều đài đai, loại đai DIN Các hệ số PRB = 3,8 kW, kl = 1,2

- Chon xich theo tiéu chuan ISO 606:2004 (EU)

2

CHUONG I: TINH TOAN DONG HOC

© 1] chung 0,84 (kW)

Kiêu động cợ | Công Vậntốc |Cosọ |% Tax Ti

suat kW_ | quay(v/p Tan Tan

Pac > Pa (15,91 > 15,91) => Dong co théa điều khiện

5 Công suất trên các trục [ II II:

- _ Công suất trên trục II:

ó Số vòng quay trên các trục | II III:

- Truc dong co:

6 2 T2 = 9,55 10° 88,75

T; =9,55 10° — =9,55 10° = = = 4197092.63 (Nmm)

8 Bảng phân phối tỉ số truyền của hệ thống:

CHUONG II: THIET KE BO TRUYEN NGOAI HOP GIAM TOC

Các thông số làm việc bộ truyền đai:

- _ Công suất trên trục dẫn: Pa= 14,69 (kW)

- Số vòng quay trên trục dẫn: nạ.= 1420 (v/p)}

- Tỷ số truyền của bộ truyền đai: uạ= 4

Điều kiện làm việc:

Bộ truyền đâi tiêu chuẩn DIN 2215, chọn trước d;= 180 mm, khoảng

cách trục ( a = d;), chiều dài đai, loại đai DIN Các hệ số PRB = 3,8kW, k;

- _ Khoảng cách trục nhở nhất xác định theo công thức:

= Chon L = 2240 (mm) theo bang 4.13

- _ Kiểm nghiệm số vòng trong 1 giây:

+ Pz.là công suất trên bánh dan: 6,53 (kW)

+ [Po]là công suất cho phép: 4,61 (kW)

+ Kalà hệ số tải trọng động cơ Vì chế độ làm việc là 2 ca, tải trọng tĩnh nên lấy trị số trong bảng tăng thêm 0,1

> Ky=1,1+0,1= 1,2

+ Cơ là hệ số ảnh hưởng của góc ôm ơi ,Cœ= 1-0.0025 (180- 144.76) = 0,9119

+ C, =1 1a hé sé anh huong cua ti $6 truyén L = 2240 (mm), Lo = 2240

Lực căng dây li tam sinh ra:

F,= q„.V? -2,24 0,178 13,38? = 71,38 (q„ khối lượng 1 mét chiều dài

đai)

Lực tác dụng lên trục

F;=2.F,.Z.sin = = 2 321,85 2 sin C5 = 1227 (N)

Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền dai

Tỉ sô truyền thực tê Ure 3

+ Chọn số răng đĩa xích dẫn: z¡ = 29 - (2 u,) = 29 - (2.4) = 21 răng

+ Chọn số răng đãi xích lớn: z;= u, z:= 84 răng

Hé sé banh rang dia xich Kz: Kz = $= Sr =1,19 (lấy giá trị Zo =

Xác định hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thức:

K=Ko Ky Ka Ku Ka Ke= 1 1 1,25 1,3 1 1,25 =2,03125

Ko = 1 —hé số kề đến ảnh hưởng vị trí của bộ truyền, đường tâm đĩa xích nằm ngang

K,= I— hệ số kế đến khoảng cách trục và chiều dài xích, chọn a= 30p Kae = 1,25 — hệ số kế đến ảnh hưởng của điều chỉnh lực căng đĩa

xích,trục không

điều chỉnh được

Ky = 1.3 — hệ số kê đến ảnh hưởng của bôi trơn, bôi trơn nhỏ giọt

K = 1,25 - hệ số kê đến chế độ làm việc, làm việc 2 ca

Vậy ta tính được công suất tính toán: Pt = 5,84 2,03125 1,19 1,69 = 23,85 (kW)

Theo bảng 5.5 (Trang 81]) với nại = 200 v/p Chọn bộ truyền một dãy có bước

21.38,1.200 =3284,58 N

-_ Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc(bộ truyền bánh răng)

- Điều kiện làm việc của bộ truyền bánh răng trụ thẳng

+ Moment xoắn trên trục T:= 123879,2411 (Nmm)

+ Số vòng quay trên trục dẫn n;= 473,3 (v/p)

+ Công suất trên trục dẫn P;= ó,14 (kW)

+ Tỷ số truyền u =4

- Chon vat liéu

+ Bánh nhỏ: C45 tôi cải thiện, độ rắn 241-285 HB có ơ;= 850 Mpa, 0 a=

580 Mpa

11

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép là:

lou min lou) Øạ|,|=ỏ 500

Ứng suất tiếp xúc cho phép

12

[o;] = YnYsKKzcKL

Ứng suất quá tải cho phép:

[On Imax = 2:8 On, =2,8.580 = 1624

[Ori Iuax= 0.8.0 ,;=0,8 580= 464

[ơz; ]u„= 0.8.ơ,„;=0,8.450 =360

Tính toán thông số bộ truyền:

Hệ số thuộc vat kiéu rang K,= 49,5

Hệ số truyền động vành răng F= 0,5 bánh răng ăn khớp ngoài L1,„=0,53.L1,„.Íu+ 1]=0,53.0,5.|4+1]=¿ 1,325

Dura cao bang 6,7 chon ky theo U2, so’ dé 6 chon Kip = 1,07, Krp=1,19 a„=49,5.|4+ 1 128889,7105.1,07 114,9 mm

+ Số răng bánh dẫn z,= =¿ 3ó răng

+ Đường kính đỉnh răng: d,¡ = d„;+2.m = 7ó mm, d;;= d„¿+2.m = 292 mm + Đường kính đấy răng: d;; = dyi-2,5 m = ó7 mm, dạ= du;-2,5 m =283

Bang thong số bánh răng hộp giảm tốc

cò

cò

Vì bánh răng thẳng nên đường kính lăn bằng đường kính chia

Kiểm nghiệm răng về độ tiếp xúc:

Xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép:

[oul = [ou] Ze Zy Ku

Theo ó.1 với v = 1,14 m/s < 5 m/s, Z,= 1, cap chính xác là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là khi đó cần gia công độ nhám về mặt là R, =

2,5 1,25um

Za=0,95

D, < 700 mm

S Kyat

Vay:

[ơn] = [Ou] Ze Zv Key = 500 0,95 1.1 = 475 MPa

=> ơa < [ơa| bộ truyền đảm bảo yêu cau tiếp xúc

- _ Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

Ứng xuất uốn sinh ra:

+ Kra= 1 (banh rang thang)

+ Kpy= 1,13 (Dwa vao phy luc P2.3 cap chính xác là cấp 9)

Kạ = B= 6 2,2

Ứng xuất tiếp xúc cực đại:

Oxmoxi= OHV Ky =343 04 V2, 2=508,81<[6y Inoxt Ứng xuất uốn cực đại:

Ơpy„i= 0y K„=52,04.2,2= 114,488 <[y |, ¡

O rnaxd= Op 9+ K q=50,63.2,2= 111,386 $[6 procs

=> Các thông số đạt yêu cầu kiểm nghiệm

CHUONG III: HOP GIAM TOC

UY

+ Đường kính trục 2: 4.2] T= | a7345 2604 = 42,82

0,2.|rj yee 0,2.30 Tra bảng 10.2 ta chọn được:

+ Khoảng cách giữa các trục quay K¡ = 10

+ Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp K;

Vì ở đây lắp then nên ta có: b = 10, t¡= 5

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu

hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau:

Ka Tat Wr Tm Giới hạn mỏi uốn với chu kì đối xứng:

ơ_¡=0,45 ơ,=0,45.750=337,5 MPa

Giới hạn mỏi uốn với chu kì đối uốn:

W ond? _b.t,.(d-t,) 1.35? 10.5.(35-5)

32 2d 32 2.35 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất tiếp:

Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, do đó:

= Vậy tiết diện chỗ lắp bánh răng đảm bảo độ bền mỏi

KIEM NGHIEM ĐỘ BEN TĨNH

Công thức kiêm nghiệm độ bền tĩnh:

Vì ở đây lắp then nên ta có: b = 14, t¡= 5,5

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu

hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau:

ơ_¡=0,45 ơ,=0,45.750=337,5 MPa

Giới hạn mỏi uốn với chu kì đối uốn:

1_¡=0,58.ơ_,=195,75 MPa

Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp:

ơ —Ơ Øq@———

32 2d 32 2.50 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất tiếp:

đ„=0 Khi trục quay 1 chiều ứng xuất xoắn thay đôi theo chu kì mạch động, do đó:

— ##+K,—1

Eq 2,4441-1 K„=-—————“——-=I1,626

“a Ky 1,5

K, eM) a gg41-1 T _ 4; +1— =

Hệ sô an toàn độ bên mỏi:

Số 4,83.15,32 y gsi glans

Sz Ce

s?+s) V4,B32+15,32?

= Vậy tiết diện chỗ lắp bánh răng đảm bảo độ bền mỏi

KIEM NGHIEM ĐỘ BEN TĨNH

Công thức kiêm nghiệm độ bền tĩnh:

— 0/2d° (0,2.48°

[ơ]z0,8 ơ,„0,8.450 360

“đ.1.(h—t,) lol Diéu kién bén cat:

LØ¿Ì ứng suất đập cho phép với vật liệu thép C45 tải trong tĩnh

=> Vậy thỏa mãn điều kiện bền

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN O LAN

Thời gian phục vụ: L = 8 năm lam viéc 2 ca, tai trong tinh (1 nam lam

việc 300 ngày, | ca lam việc 8 giờ)

=> Thời gian làm việc:L„=8.2.300.8=38400 (giờ)

Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ô A :

F j= Roy, + Roy, = \0'+1290,41118"=1290,41118(N) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên 6 B:

Fp, =VRay,+Roy1 = V 1720,69"+ 1316,01118"=2166,25(N)

Vi Fy: =2166,25(N) > F,,,=1290,41118(N) cho nên ta tính toán đề

chon 6 B

Kiểm nghiệm khả năng tải cia 6:

Tải trọng quy ước:

Q=(X.V.F,,+Y F„).k, kạ

Theo bang 11.4 va 11.3, ta co:

V = 1: Khi vong trong 6 lăn quay

k„=1: Hệ số kê đến đặc tinh tai trong

ml là bậc đường cong mỏi khi thử về ô lăn; m = 3 đôi với

Chon 6 lăn với điều kiện tải động C„<C

22,29 <37,2

=> Thỏa mãn điều kiện tải trọng

Khả năng tải tĩnh tính toán:

=> Thỏa mãn điều kiện tải tĩnh

2 Trục 2:

Chon ổ bi đỡ với đường kính vòng trong dạ;=45( mm)

Ô bi cỡ nặng theo bảng P2.7 ta có: đường kính trong đ= 45(mm)đường kinh ngoai D=120(mm), kha nang tai dong C=60,4 (kN), kha nang tai tĩnh Cạ=53(kN)

Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ô A :

Kiểm nghiệm khả năng tải cia 6:

Tải trọng quy ước:

Q=(X.V.F,;+Y F„).k, kạ

Theo bang 11.4 va 11.3, ta có:

V=l : Khi vòng trong ô lăn quay

k„=1: Hệ số kể đến đặc tinh tai trong

pote 2 = 80.38400 118,325 Ti =272,6208[ triệu vòng)

Khả năng tải động tính toán:

C¿=Q.L=4806,79 Ÿ272,6208=31167,94i N]=31,1(kN}) Trong đó:

m là bậc đường cong mỏi khi thử về ô lăn; m = 3 đối với

Chon 6 lăn với điều kiện tải động Cạ<C

31,1<60,4

c> Thỏa mãn điều kiện tải trọng

Khả năng tải tĩnh tính toán:

Chương V: Tính toán thiết kế vỏ hộp giảm tốc

1 Thiết kế

Chọn vật liệu là Gang Xám, kí hiệu là GX15-32

13 d;=(0,8+0,9) đ,=(0,8+0,9).13=(10,4+11,7)chọn II d,=(0,6+0,7) đ;=(0,6+0,7).11=(6,6+7,7) chọn 7 d;=(0,5+0,6) đạ=(0,5+0,6).7=(3,5+4,2) chọn 4

Chiều dày: khi không có phân lồi,

q>K,+2õ=51+2.8,4=¿ 67,§ chọn 67

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong A>(1+ 1,2)6=(1+ 1,2).8,4=(8,4+10,08) chon 9

của hộp A,>(3+ Sai 5).8,4=(25,2+42) chon 30

tiiữa đỉnh bánh răng lớn với đáy A=9>6=

CHUONG VI: BOI TRON HOP GIAM TOC VA O LAN

1 Bôi trơn cho hộp giảm tốc:

Để giảm mất mát công suất vì ma sát,giảm mài mòn răng , dam bao thoát nhiệt tốt và đề phòng các chi tiết bị han gỉ ta cân phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc

Bôi trơn bằng phương pháp ngâm dầu:

-Lấy chiều sâu ngâm dầu khoảng 1⁄4 bán kính bánh răng cấp chậm, với bánh răng cấp nhanh lấy chiều sâu ngâm khoảng 1/6 bán kính bánh răng lớn nhất.Lượng dầu bôi trơn khoảng 0.4 đến 0,8 lít cho IkW công

suất truyền

Vì dầu công nghiệp được dùng rộng rãi đề bôi trơn nhiều loại máy khác nhau bôi trơn bằng phương pháp lưu thông nên ta chọn dầu công nghiệp 45 đề bôi trơn hộp giảm tốc

Dau béi tron: Theo bang 18.11 ta chọn đầu có độ nhớt ở 50° (100°)C,