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

TRUONG DAI HOC NGUYEN TAT THANH KHOA KY THUAT - CÔNG NGHỆ NGUYEN TAT THANH DO AN THIET KE CHI TIET MAY Dé tai: THIET KE HE THONG TRUYEN DONG CO KHI SVTH: MSSV: GVHD : ThS.. PHAN T

TRUONG DAI HOC NGUYEN TAT THANH KHOA KY THUAT - CÔNG NGHỆ

NGUYEN TAT THANH

DO AN THIET KE CHI TIET MAY

Dé tai:

THIET KE HE THONG TRUYEN DONG CO KHI

SVTH:

MSSV:

GVHD : ThS PHAN THANH DUY

TP HồChí Minh, 08/2023

MUC LUC

PHAN 1 CHON ĐỘNG CƠ VÀ PHẦN PHĨI TỈ SĨ TRUYÈN - 6

1) Hiệu suất động cơ: 5 ST 12212111121 12111121 121211121121 n rau 6

b1 án lo ANH áậÝỶÝỶÝẢ 6

3) Xác định số vịng quay sơ bộ: - + scSn 2E 11211212111121212221 12121 ng 6

II) Phân phối tỉ số truyÊn: 5222221 21 S21122121121121112121121121111122121221 222g 7

1) Tỉ số truyền chuyển động: 2 sS+ 2 11121121121121212111 2121122212 n ra 7

2) Tính tốn cơng suất các tTỤC: + + 121 11211211211211211 1212111121110 221 te 7

3) Tính tốn số vịng quay của các tTỤC: - + 5s 211 S21221111211 1211112121121 cre 7

4) Moment xoắn của các tTỤC: sa n n 1111151111121 2111111 111211 Hr HH He 8

5) Bang dac ti cece ccc L0 01211 1211111111111112 111 11 1110111111111 1111111111 ng kg 8

1) Théng số kỹ thuật của bộ truyền re 9

II) Thiết kế bộ truyền đãai 5 s1 EE121EE11111121112111121111111011 011 1g ta 9

2) Tính kích thước đai nhỏ: 22: 22112111221 121 21511511111 111112 111011181101 1 11811 ray 9

(0903800 9

5.9 áv viên 5.4 9

6) Chiều dài tính tốn của đâi: 5s St E1 1EE121111211112111111111111111 21 1kg 10

7) Số vịng quay chạy của đai trong Ì$: 5à 5c 12 1211212112121 1121201216 10

L)I Con 1 10

10) Các hệ số sử dụng: 5 S1 1221121211121 1212111221211 112 re 10 11) Số dãy đai xác định theo công thức: - 5s s2 1112111111121 1 te 11 12) Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: :-ccccccssessey 11 13) Bảng thông số truyền đai: 2-52 2 22112112112711 1122122112121 11122122212 ng 12

PHAN 3 THIET KE BO TRUYEN BANH RANG TRU RANG THANG 13 ]) Chọn vật liệu cho hai bánh nhỏ và bánh lớn (theo bang 6.1) eee 13 H) Thor gian lam việc tính theo 81Ờ: 2 20 22 2212211121121 1211121 1111121182111 11 8 kg 13

III) Xác định ứng suất cho phép: - 52 se S2 2191111111111 1111121201121 ne 13 1) Ứng suất tiếp xúc cho phép: - 2 5s 1 12 1211112111211111 1211012121 1 ng 13 2) Ứng suất uốn cho phép: + 5s SS112E152111E711211211 1111112111111 111 1cu 14 3) Xác định khoảng cách trục: - - - 2c 2112111211121 111 1111112212011 181111110116 11 11 xe 15 4) Xác định thông số ăn khớpp: s5 + 2 E1212211212111111211 11121211 11 ryu 15 5) Kiém nghiệm bề mặt uốn: ST H121 11111115111 11151215111555 1112 rre 18 6) Kiểm nghiệm răng về quá tải: 52 S19 2 1121121271111 1121121121212 2 1g 20 7) Các thông số cơ bản của bộ truyÈN: + + s12 1911121121112 y0 20

LOI NOI DAU

DE TAI

DE SO 9: THIET KE HE THONG TRUYEN DONG CO KHi

1 — ml

5

2 Bộ truyền dai thang

3 Hộp giảm tốc

4 Bộ truyền xích

5 Thùng trộn

MM

s* Sôliệu ban dau:

Công suấtthùnptrộn: P;=3,5 kW

Sốvòng quay củathùngtrộn: n› vòngÍ phút

Thoigianphucvy: L=8 nam

Quay 1 chiều, làmviệc 2 ca, tảironptĩnh (1 nămlàmviệc 300 ngày, | ca làmviệc 8 giờ)

Độngcơcósốvòng quay: nạ= 1420 vòng phút

Hiéusuat:

¢ Hiégusuatbotruyéndai thang: 14= 0,95

©- Hiệusuấtcặp bánh răngtrụrăngthắng: '„„=0.96

¢ Hiégusuatcap 6 lăn: n„=0,99

° Hiệusuấtbộtruyènxích: n,=0.95

PHAN 1 CHON DONG CO VA PHAN PHOI Ti SO TRUYEN

I) Chondong co

1) Hiệusuấtđộng cơ:

ïị=nu f.T.=0,95 x 0,95 x 0,96 x0,99° =0,84 Trongdo:

Ny hiéu suGt b6 truyén dai thang rị,: hiệu suất bộ truyền xích

n, : hiệu suất bánh răng trụ răng thăng T,„: hiệu suất ổ lăn

2) Công suất tínhtoán:

- Trườnghợptải không đổi:

Đ.— Pu

¿>Công suất tính toán p,= 3,5 kW

- Công suấtcầnthiếtxácđịnh trên trụcđộng cơ:

_Đ:_ 3,5

= Pr 39 <4 17k Đan 084 9 KW

3) Xácđịnhsốvòng quay sơ bộ:

- Ti sốtruyềncủahệthôngdẫncủađộng cơ:

u,=u,u;ua=3x2,5x2=15

- Số vòng quay củathùnptrộn:

— nạ _— - 1420

_ Hmuạu 3x2,5x2 =94,67 vòng! phút

ny

- Sévong quay sobé:

n,,=n,,U,—94,67 x 15=1420,05 vong/ phút 4) Chond6ng co:

Pac P« tức là chọn động cơ thỏamãn Pac? 4,17 kw

- Ta chonduocddéngconhusau:

Ả T pax T

Kiêuđộngcơ kW quay, COS Ø n% + 7

` z dn dn

vong/phut

II) Phan phoitisétruyeén:

1) Tỉ sốtruyềnchuyênđộng:

"-

tn, 94,67 =15,37 Trongdo:

n„=1455 vòngÍ phút ;n,,=94,67 vòngÍ phút

Ta chọn:

uy,—=2,5 u,=3

=u,=2,049 2) Tínhtoán công suấtcáctrục:

P„=3,5kW

Piy 3 5

= =————=3,721kW

Pa „n„ 0,95 x0,99

Py 3,721

= =—"*=_=3, 915kW Noir 0,99x 0,96

P

=- L=—”°915— —4 162kW

F«— nany 095x099

3) Tínhtoánsôvòng quay củacáctrục:

- Sốvòng quay trụcđộngcơ: nạ—1455 vòngÍ phút

- Sốvòng quay truc | déngcodugcxacdinh:

— Meo _ 1455_ = =710,1 vong/ phi

ny u, 2,049 0,1 vòng! phút

- Sốvòng quay trục II độnecơđượcxácđịnh:

n

= m— =284,04 vòng phút

- _ Sốvòng quay trục III độngcơđượcxácđịnh:

—- eee 94,68 vòng/ phút

- Sévong quay truc I 1lan,=710,1 vong/ phut

- Sévong quay truc II làny=284,04vòng/ phút

- Sdvong quay trục III làn,;=94,68 vòng / phút

- Sal sốtruccôngtác so voiyéucaula: 0,01%

4) Momentxoắncủacáctrục:

- Moment xoắncủatrucđộngcơ:

P Ae <9 55,199 4162

T„=9,55.10°

- Moment xoancuatruc I:

P T,=9,55.10°—=9,55.10° 32/5 =526 52,09 N.mm m 710,1

- Moment xoancuatruc II:

6 3,721 284,04

P T,,=9,55.10° "=9,55.10 =125107,5 N.mm

It

- Moment xoancuatruc III:

¬ 9,55.10 9468 1 2

T=9,55.10! =353031,3 N.mm

5) Bangdactinh:

(vong/phut)

PHAN 2 PHAN PHOI Ti SO TRUYEN DAI

D Thông sốkỹthuậtcủabộtruyền đai:

° Côngsuắtbộtruyên: P„,=4,162kW

° Sốvòng quay bánh dẫn: n,=n„.=1455 vòng Í phút

° Moment xoanT j= 27317,59N mm

Il) Thiétkébotruyen dai

1) Chondang đai:

n,= 1455 vong/ phut, ta chon duocdailoai A

- Dwavaobang 4.13, ta cébangsau:

ran A |i] 13] 8 : 81 - | 560-4000

200 2) Tínhkíchthước đai nhỏ:

Theo tiêuchuẩn, ta chọnđ,=180mm 3) Vậntốc đai:

md,n, —zx180x1455

4) Đườngkính đai lớn:

- _ GiảsửhệsốtrượttươngđốiÊ=0,02

=d,=ud,|1—£]=2,049x 180x|( 1—0,02Ì=361,4mm

- _ Theo tiêuchuẩn ta chọn: d,=360mm

- Tisdtruyénthycté:

= = 389 5 p44

ua (1—&) 180x(1—0,02) tm

- Sai sôvớigiátrichọntrước 0,39% 5%

5) Khoảngcáchtrục a:

2|d,+d,] >a>0,551d,+d,|+h

2(180+360) >a>0,55|180+360)+8

1080 >a>305

=Ta cóthêchọng=đd;=360 mm 6) Chiềudảitinhtoáncủa đai:

_ TL (d,+d,| (d,—d,)’

mr x|360+180)_ [360—180)?

¿1590mm

=Chontheotiéuchuan L = 1700 mm = 1,7 m 7) Số vòng quay chạycủa đai trong 1s:

¡=7 <[l= en =8,06<10

Do đóthỏađiềukiện 8) Tinhtoanlaikhoangcachtruc a:

A=2L—n({d,+d,] +voCCé _2x1700—m x[180+360)+|2x 1700—7r x(180+360)]”—8 x(360— 180 )Ÿ

6416,15mm

=Giatri a trongkhoangchophép

- Bétruyén tang giamvéhaiphia:

+ PhiagiamA A=0,0015 x L= 25,5 + Phia tang AA=0,03xL=51 9) Góc ôm @;

360—180 0_— +rcc0

4165 x57 =155 đị= 10°21 x57°=180"-

10) Cachésdéstrdung:

-_ Hệsôảnhhưởngcủagócômđai:

C,=1—0,003| 180°—ø, =1—0,003 x| 180°— 155°]= 0,925

-_ Hệsôảnhhưởngđếnvậntốc:

0,01v?—1]=1—0,05xI0,01x 13,712—1]=0,95

C,=1—k,

- Hệsôảnhhưởngđếntisốtruyên u (trabảng 4.17):

G„=1,13 vì u=2,049¿1,8

- Hệsôảnhhưởng đếndâyđaiC, ta chọnbằng 1

- Hésdanhhudngdénchédétai ( làmviệc 2 ca):C,=0,8 -_ Hệsôảnhhưởngchiềudàidây:

- Céngsuatchophéptrabang 4.19 khid,=180, v = 13,71 va dai loai A ta

chon | P,|=3kW

11) Séday dai xácđịnh theo công thức:

CyC,C,C,C,C, 3x0,925x1,13x 1x 1x0,8x0,95

Z2

Po

¿1,74

Ta chọn Z = 2 (thỏamãn Z <6)

- Chiéuréngbanh dai:

B=|z—1 ]t+2e=|2— 1) x15+2x10=35 mm

- Đường kínhngoảIcủa bánh dai:

đu¡=đ,+2h,=180+2x 3,3= 186,6 mm

d,„=d,+2h,=360+2 x3,3=366,6 mm

12) Xácđịnhlực căng ban đầuvàlựctácdụng lên trục:

- Lựccăng ban đầutrênmộtdâyđaiđượcxácđịnhtheocôngthức:

_780P K,

vC,Z

0 v

Trongdo:

> P=4,162 kW; z=2

>» K,=1; v=13,71 m/s; €,=0,925 3> F,=q„vTực lytâmgâyra

q„ là khối lượng một mét chiều dai dai Tra bang 4.22, ta chọn

q„=0,105 kg/m= F,=0,105x 13,712=19,73N

~ 0" 73.71x0,925x2 19,73=147,72.N

- Luctacdungléntruc:

a F,=2Fạzsin > =2x 147,72x 2x sin 185 | 576.87 13) Bang théng sétruyén dai:

Luctacdung lên trục P,=576,87N

PHAN 3 THIET KE BO TRUYEN BANH RANG TRU RANG

THANG

I) Chonvatliéu cho hai banhnhovabanhlon (theo bang 6.1):

ơ,,=850 MPa,ơ,,,=580 MPa

tôicảithiệnđạtđộ@ắn HB 241 285 có

- Banh lớn thép 45 toicaithiéndatdéran HB 192 240 có

0 ,9=750 MPa, 0 ,,=450 MPa

II) Thời gian làmviệctính theo giờ:

1) Tổngthời gian làmviệc:

LEK,„x24xK,x36G5 xL= 21X24x sec x365 xB=38400 h 2) Số chu kỳlàmviệc:

Ngg,=Ngz„¿—=60un,T=60x1x710,1x38400—=163,6.107

N yp2= N peo= 60un,T =60 x 1x 284,04 x38400= 654,4.20°

ID Xácdinhứngsuất cho phép:

1) Ứngsuấttiếpxúc cho phép:

Theo bảng 62 voithép 45 tdicaithiéndatdéran HB 180 350,

Fim 6°=2HB+70; 8, =1,1¢

Chọnđộrắn bánh nhỏHB,=250: độ rắn bánh lớn HB,=230, khido:

Øimi=2 HB.+70=2 x250+70=570 MPa Ø„a=2 HB,+70=2 x230+70=530 MPa

- Hésétudithoxétdénthdihanphucvuvachédétaitrongbétruyén:

Kự„="1 "9 vớibậcđườngcongmỏikhithuyktiếpxúem „=6

HE

- _ Số chu kỳthayđổiứngsuấtcơsởvètiếpxúcN o=30 H B”°

> Ngo¡=30 x250°°= 17,06.10°

> Nyo1=30 x230”°= 13,97 10°

` Ngo;=Nz;o;=5.100

VINHei> Ngọi= Nưgị= Ngọt, tương tự Nạa> No Đ Ng¿= ÂN nọ nên K„„=1

Nhưvậysơbôđượcxácđịnh:

Kụ, —

Su

(Ou k= Fini ge =570X— =518,18 MPa

K 1

lơu)=Øum› 5530 75 = 481,81 MPa

lơ b lØnli*|Øn]› — 518,18+481,81

¿499,995 MPa<1,25 lơ, „„= thỏa mãn 2) Ứngsuấtuốn cho phép:

Theo bảng 62 voithép 45 tdicaithiéndatdéran HB 180 350,

lim ¿01,8 HB;S,—1,75/

Or lim 1— 1,8 HB,= 1,8x 250= 450 MPa

Or im2= 1,8 HB, =1,8x 230= 414 MPa

- Hésoxétdénanhhuongcuatai: K;c=1 (vì tải về một phía)

- _ Hệsốtuôithoxétđếnảnhhưởngcủathờihanphucvuvàchéđộtảitrongcủabộôtruy

x À

en:

Kự„= { N 9, Với bậc của đường cong mỏi khi thử vê uôn m„=6

FE

- Số chu kỳthayđôiứngsuấtcơsớkhithủvềuỗốnN;¿=4.10Ẻ VÌN mị> N roi tương tự Nạp¿> Ngọ ¿, Nên Kpi= Km;

Nhưvậysơbôđượcxácđịnh:

,

0 ro pr

=F pim2 S =414 x77 = 236,57 MPa

,

- Ungsuatquataichophép:

lơ, hnox = 2:80 cup = 2,8 450 = 1260 MPa

s=0,80,,¡=0,8 x580=464 MPa

li

=0,80 ,,)=0,8 x 450=360 MPa

max

lơ;;

3) Xácđịnhkhoảngcáchtrục:

`

| oy] u

52652,09 x1,0178

499,995" x 2,5 x0,556

692 ,907mm

= Theo tiéu chuan ta chọn a„= 100mm Trongdo:

° Hệsốphụthuộcvàovậtliệucập bánh rang và loại rang theobảng 6.5 ta có:

K,=49,5 MPa'”

¢ Moment xoantréntruc banh chudéngT ,=52652,09 N.mm

¢ Ungsuatchophép: [0 ,, = 499,995 MPa

e Hệsốxácđịnhtheocôngthức: „¿=0,53,„(u+1) theo bang 6.6 chon JJ,„„=0,3—,„„=0,53 x0,3 x|2,5+ 1Ì=0,556

e Hésdkédénsyphanbékhéngdéucuataitrongtrénchiéuréngcuavanh rang khitínhvètiếpxúctrabảng 6.7: K„„=1,0178

4) Xácđịnh thông số ăn khớp:

- Xácđịnhsôrăngănkhớp:

m=(0,01+0,02) a, =(0,01+0,02)x100=1+2mm

=Theo tiguchuantrisomodunbang 6.8 ta chon m = 1,5 Bộtruyền bánh răngtrụrăngthăng8=0

mu+1) 1,5xI2,5+1)

Y Xacdinhs6 banh rangnho: Z,=

=ChonZ, =38 rdng

Y Xacdinhs6 banh rangl6n:Z, =uZ,=2,5 x38 =95 rang

Y TéngséringZ,=Z,+Z,=38+95 = 133

¥ Tinhlgikhoangedchtrucay="5" =="? =99,75 mm

- Kiêmnghiệmrăngvêđộbêntiêpxúc:

o Ungsuattiépxucbématranglamviéc:

C= Lu Zn Ze 1 al )

byudy, Trongdo:

- Hệsốcơtínhvậtliệucủa bánh răngănkhớptheobảng 6.5,

Zy=247 MPa"?

2cos B,

- Hés6hinhdangbémattiépxuc: Z | -

sin 2dy, voi goc nghiéng của răng trên hinh tru co so f;,:

tg 6, —cosa,.tgB=cos 20x tg0=0

ty Tức — tgơ |_ tg20 | _ Void, =a, = arctg cosp arctg cos0 20

Do đó: gócprôfinơ=20; góc prôfinơ,; góc ăn khớp œ,„

2xcos0

>Zu=\1-==————=I,764

“` sin2x20

- Hệsốtrùngkhớpcủarăng:

—bwSinB _0,3x100xsin0 _ 9

"` mạ 15xn

- Hệsốtrùngkhớpnganpcủarăng:

Z, Z2 38

¿1,76 4—£„ _ |4-1,76

“3 \ 3

- Đường kínhvònglăng bánh răngnhỏ:

2a

dy = = 24100 57 14 mm

"*"(uytl) (2,5+1)

Vậntôcvòng:

y=wi1i _ ø x57,14x 710,1

— 60000 - 60000 =2,12m/s

= Theo bang 6.13 ding capchinhxac 8

- Hésétaikhitinhvétiépxuc:

Ku= Kup K ya Kay Trongdo:

+ Trabang 6.7, hệsốkêđếnphânbốkhôngđềutảirongtrênvànhrăng:

K p= 1,0178

hệsốkêđếnsựphânbốkhông đềucủatảitrongchocácđôirăng đồngthờigianănk hớpvớicápchínhxác 8 vàv<2,5> K „„= 1,05

- Hệsốkêđếntảitrone độngsuấthiệntronevùngănkhớpkhitinhvẻtiếpxúc:

K =1+ V„Pwđự ¡

f*⁄ 2TiKngKụ,

Voiv,=5, ¬" ~ =1,501

Trongdo:

Trabang 6.15, 6,=9,002, Trabang 6.16, g=56

Hv" 2x52652,09 x1,0178 x 1,05

= K ,=1,017x1,05 x1, 022=1,092 Thaycacgiatriviratinhvao:

2T, K,, [ut]

by udy

¿274 x 1,764 x0,86 2x52652,09x1,092 x2

30x2,5x57,14 ø=2u2u/2

¿532,89 MPa

o Xacdinhtmgsuattiépxucchophép:

+ V6iv=2,12 m/s<5m/s,Z,=0,85v""'=0,85 x 2,12°'=0,91

khipiacôngđạtđộnhámR,=2,5 1,25 pm, do dé Z,=0,95 + Vớid,<700mm, K „=1

=| ơu|=|ơ„ |Zv Z„ K„;= 499,95x 0,91x0,95 x1=432,68 MPa

Nhuvay? 1 < đn| thỏa mãn đ„= 100 mm 5) Kiémnghiémbématuén:

—2T Kp Va p¥ri

- Hệsốkêđếnsự phân bố không đềutảitrong trên chiềurộngvành răng khi tínhvềuốntrabảng 6.7, /„¿=0,556= K,;=1,0456

- Hệsốkêđếnsự phân bố khéng déutaitrong cho các đôi răng đồngthời ăn khướp khi tínhvềuôntrabảng 6 14, vớicápchínhxáclà 8 vàv<2,5 Kz„= 1,22

1

- Hệsökêđênsựtrùngkhớpcủabánh răng: Y= 176 =0,568

- Hésékédéndé nghiéng cua rang, voi rang thang: B=O>Y,=1

- Hệsốtrùngkhớpcủadangbánh răng 1 và 2:Yz¡,Ÿ ;;

- Theo bảng 6.9, Z¡ =38 răng > hệ dịch chỉnh x,=x;=0

=S§ô răng tương đương: Z„¡= os! 8 =1 38

Z 95

Zy5= 2 — ——

về cos’ B 1 95

- Theo bảng 6.18 bằng phương phápnội suy ta có:Ÿ ;¿=3,72, Y,,=3,602

- Hệsốkêđếntảitronp độngsuấthiện trong vùng ăn khớp khi tinhvéudn:

K,=t1+

" 27, Keg K gq

Véiv,=5, qv 8570,016x56a 112 (00 =6.346

u

Trongdo:

+ Héséanhhuongcuasaiséankhoptratheobang 6.15, 6,=9,016 + Hệsốảnhhưởngsailệchcủacácbướcrăng 1 và 2 trabảng 6 16, 90 =56

6,346 x30x57,14 =1,08

— Km Ít 52652.09x1,0456X1,22

+ Kp=K pp K pq K,=1,0456x 1,22x 1,08= 1,355 Vay:

o_o Re VY eV es _ 2x52652,09x 1,355 x 0,568 x 1x 3,72

¿117,25 MPa<|ơ,,)=257,17 MPa

o,,Y

0 py SE = N725.X3,602 _ 113.59 MPa<|o,,|=136,57 MPa Yn 3,72

6) Kiémnghiém rang véquatai:

_ T pax _

Kya = 2,3

On imax= OV Ky =532,89xV 2,3=808,16 MPa<|o,|_,,=1260 MPa max

= 464 MPa

max

a F imax =ơ;, K„=117,25x2,3=269,675 MPa<| ơ,,

=360 MPa

max

F p2max=9 p2K y= 113,52 x 2,3= 261,096 MPa<|o;,,,

7) Cac théng sé co banctabétruyén:

- Duongkinhvong chia:

d,=57mm ,d,=142 ,5mm

- Đườngkínhđỉnhrăng:

d,,=99mm,d,,=144,5mm