Đồ án môn hc thiết kế chi tiết máy tính toán thiết kế hệ thống dẫn Động cơ khí

là công suât cân thiệt trên trục của động cơ.. Bảng kết quả tính công suất P, số vòng quay n và momen xoắn T:... Chuong 2: THIET KE BO TRUYEN DAI 2.1 Nêu các yêu câu đề chọn đai - Điều k

BO CONG THUONG TRUONG DAI HQC CONG NGHIEP TP HCM

KHOA CONG NGHE CO KHI

£ \

INDUSTRIAL UNIVERSITY 0F HOCHIMINH CITY

ĐỎ ÁN MÔN HỌC THIET KE CHI TIET MAY

TINH TOAN THIET KE

TRANG TUA

GV: CHAU NGOC LE

NHAN XET CUA GIANG VIEN

MUC LUC

GV: CHAU NGOC LE

BANG BIEU THOI GIAN THỰC HIỆN

CAC KY HIEU

GV: CHAU NGOC LE

Phan 1: TIM HIEU TRUYEN DẪN CƠ KHÍ TRONG MÁY

Phan 2: TINH TOAN, THIET KE CAC LOAI BO TRUYEN

Chương 1: CHỌN DONG CO VA PHAN PHOI TI SO TRUYEN

1 CHON DONG CO

1.1 Công suất cần thiết của động cơ

Gọi - P là công suât cân thiệt trên trục của động cơ

- P,là công suất trên trục máy công tác

- là hiệu suất truyền động

(CT 2.8, trang 19, [1])

= 1.2.3.4 (CT 2.9, trang 19, [1])

Với , 2, 31a hiệu suất truyền động của các cặp ô lăn và hệ thống dẫn động Theo đề ta có: T=const => P,= =3.9 (kW)

Hiệu suất của toàn bộ hệ thống:

T= Me Ma (Thu) (aÖ

Chọn hiệu suất bộ truyền theo (Bảng 2.3 trang 19, [1]):

Hiệu suất bộ truyền đai: rịa= 0,95 (0,95-0,96)

Hiệu suất bánh răng trụ: rị„ = 0,96 (0,96-0,98)

- _ Hiệu suất ô lan: no = 0,99 (0,99-0,995)

- _ Hiệu suất của khớp nối: rụ=l

Vậy: 1=1.0,95.0,967 0,99" = 0,841

- Công suất cần thiết:

1.2 Số vòng quay cần thiết của động cơ

- Tra bang 2.4 (trang 21,[1])

+ Tỉ số truyền bộ truyền đai: = (3-5)

+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp: = (8-40)

>

> (vg/ph)

Chon số vòng quay đồng bộ:

GV: CHAU NGOC LE

Theo day tiêu chuẩn: = 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 vg/ph)

Ta chọn (vg/ph)

1.3 Chọn động cơ

- Với những điều kiện:

- Tir két qua = 4,617 (kW) va = 1500(vg/ph)

Tra bang (P.1.3, trang 237, [I]), ta chọn được động cơ :

Bảng 1.1: Thông số của động cơ

2 Phân phối tỉ số truyền

2,1 Tỉ số truyền cơ cầu của máy

2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền trong cơ cầu

- _ Phân phối tỉ số truyền: =

- _ Chọn tỉ số truyền của hộp là : =8

- Tinh tí số của bộ truyền đai: ==3,959

Tra bang 3.1( trang 43[1]) với =8

r> Tỉ số truyền cấp nhanh:

> Tỉ số truyền cấp chậm:

- _ Kiêm tra sai sô cho phép của bộ truyền

Thỏa điều kiện về sai sô cho phép

3 Các thông số khác

3.1 Công suất trên các trục

3.2 Số vòng quay trên các trục

3.3 Moment xoắn trên các trục

Bảng 1.2 Bảng kết quả tính công suất P, số vòng quay n và momen xoắn T:

Chuong 2: THIET KE BO TRUYEN DAI

2.1 Nêu các yêu câu đề chọn đai

- Điều kiện làm việc:

Do đó ta chọn loại đai thang (đai thang vải cao su)

- Phân tích ưu điểm loại đai muốn thiết kế:

+ Sử dụng đai thang cho phép tăng khả năng tải của bộ truyền đai nhờ vào tăng hệ 36

ma sát giữa đai và bánh đai

+ Dai vai cao su gom nhiéu lớp vải và liên kết với nhau bằng cao su được sulfua hóa Đai vải cao su có độ bền cao, đàn hồi tốt (modul đàn hồi nhỏ), ít chiệu ảnh hưởng của sự

thay đổi nhiệt độ và độ âm Có khả năng chiệu tải lớn hơn đai thường nên chỉ phí vật liệu

làm bánh đai được giảm xuống

2.2 Tính toán bộ truyền đai thang

Bước 1: Chọn loại đai thang

- _ Với các thông số sau:

Hình 4.22 Lụa chọn loại đai theo công suất va sé vong quay

> Ta chọn đai thang loại B với các thông số sau

Bảng 2.1 : Thông số đai thang loại B

-Theo tiêu chuẩn (trang 166, [2]) : ta chon

- Kiêm tra van toc của bánh dai dân (so với giá trị max)

- Theo tiéu chuẩn ta chọn: (mm)

- Tinh lai ti 36 truyén

- Kiém tra lai ti so truyén

f> Thỏa mãn yêu cầu

Bước 4: Chọn sơ bộ a theo kết cầu hoặc theo đường kính Xác định L theo :

- Khoảng cách trục nhỏ nhất xác định theo công thức:

2.(160+630) > a > 0,55.(160+630) +10,5

- Theo bang (trang 166,[2]):

Ta có thê chọn a sơ bộ a== 0,95.630=598,5 (mm) khi u=4

> L=

= (mm)

- Theo tiéu chuan (trang 166,[2]): ta chon L=2500 (mm)=2,5m

- Tinh chinh xac khoang cach truc

Trong do:

=> §82,099 (mm) Thoa m4n yéu cau

Bước 5: Tính số lần chạy đai trong một giây

f> < 10 Thỏa mãn yêu cầu

GV: CHAU NGOC LE

Bước 6: Tính góc ôm đai nhỏ

=> Thỏa mãn yêu cầu

Bước 7: Tính các hệ số sử dụng

- _ Hệ số xét ảnh hưởng góc 6m dai

-_ Hệ sô xét ảnh hưởng vận tôc

- Hệ sô xét ảnh hưởng tý sô truyền u

- _ Hệ số xét ảnh hưởng số dây đai: ( Z=2-3)

- _ Hệ số xét ảnh hưởng chế độ tải trọng:làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ = 0,6

- _ Hệ số xét ảnh hưởng chiều đài dai:

Theo bang 4.8 ( trang 162,[2]), ta chon []=3,53kW khi d = 160mm,

, V=11,938m/s va đai loại B

Bước 8: Tính Z

Số dây đai được xác định theo công thức

> Ta chọn Z=3

Bước 9: Lực căng ban đầu

- Lực căng ban đầu được tính theo công thức:

Trong đó:

Voi =40 ( trang 126, [2])

- Tra bang phy luc 3.1 (trang 288,[3]):

Dạng đai vải cao su, vật liệu bánh đai là thép ta có : 0,3

- _ Lực vòng trên mỗi nhánh đai:

Bước 10: Tính toán chiều rộng B và đường kính ngoài đai d

- Chiều rộng bánh đai B được xác định theo công thức:

B= (Z-1).t+2.e (CT 4.17 trang 62,[1])

GV: CHAU NGOC LE

Theo bang 4.21 (trang 63,[1]), ta co các thông số sau:

Bước 12: Ứng suất lớn nhất trong day dai

- _ Ứng suất lớn nhất trong day đai được tính theo công thức:

Trong do:

(trang 146,[2])

=6,233

1= 4,775

m : chỉ sô của đường cong mỏi, ứng với đai thang m=8

Chương 3 : BỘ TRUYÈN BÁNH RẰNG TRỤ HAI CAP

3.1 Sơ đồ dẫn động và kí hiệu các bánh răng

Cac thông sô:

3.3 Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thắng (Z)2- Z3 cấp chậm)

3.3.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [] và ứng suất uốn cho phép []

° Ứng suất tiếp xúc cho phép []

- Tanhan thay:

Nng > N’yo2 => Ta chon N’yg = N’yo2 = 17898543,34

Nue3 > Nuo3 => Ta chon Nue3 = Nuo3 = 1547491367

- Tra bang 6.13/trang 223, [2]:

V6i Sp = 1,75 =>

¢ Tính theo độ bền tiếp xúc:

3.3.2 Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép

Ta chọn

3.3.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng theo tiêu chuẩn

- Tra bang 6.15/trang 231, [2]:

(banh rang déi xtmg, H; va Hp < 350HB)

Lay , thi can phai dich chinh khoang cach truc tir 196 mm dén 200 mm

— _ Hệ số dịch tâm y: Công thức (6.22)/Trang 100, tài liệu Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí — tập I — Trịnh Chất - Lê Văn Uyên

— Các hệ số dịch chỉnh bánh 2 và bánh 3: Công thức (6.26)/Trang 101, tài liệu

Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí - tập I — Trịnh Chất —- Lê Văn Uyên

- Duong kinh vong co sở

+ đụ¿=đ?; cos(a) =108 cos20°=101,487 mm

+ dis =ds cos(a) = 284 cos20°=266,873 mm

- Géc bién dang: a= 20°

- Góc ăn khớp

=> Thỏa mãn điều kiện

3.4 Tính cho bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

3.4.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [øH] và ứng suất uốn cho phép [øF]

- Ung suat tiếp xúc cho phép [øH|

+ Theo công thức 6.40a — Trang 252 — Cơ sở thiết kế máy — Nguyễn Hữu Lộc, ta có:

GV: CHAU NGOC LE

+ Kiém tra diéu kién

Vi Nug2 > Nuoz; Nazi Nuoi => Kut = Kurz = |

=>

Thay Hb1=180 va Hb2=180

(Tra ở bảng 6.13/Trang 249 — Cơ sở thiết kế máy — Nguyễn Hữu Lộc)

(Bậc đường cong mỏi)

Trong đó:

Trong đó:

+ Kiểm tra điều kiện

Vậy thỏa mãn điều kiện

- Ung suất uốn cho phép [øF]

+ Theo công thức 6.47 — Trang 253 — Cơ sở thiết kế máy — Nguyễn Hữu Lộc, ta có:

(Tra ở bảng 6.13/Trang 249 — Cơ sở thiết kế máy — Nguyễn Hữu Lộc)

(Số mũ bậc đường cong mỏi; độ rắn của răng )

+ Hệ số tuôi thọ :

+ VÌ Ngg¿ > Nroz; Neer Nrot => Kru = Kriz= |

GV: CHAU NGOC LE

Trong do:

Trong do:

Tính toán theo độ bền tiếp xúc

3.4.2 Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép [øH]

3.4.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng theo tiêu chuẩn

- Đường kính vòng đỉnh (ăn khớp ngoảIi)

- Đường kính vòng chân răng (ăn khớp ngoải)

> Chon cap chinh xac cấp 9 với (bảng 6.3/Trang 230 — Cơ sở thiết kế máy —

Trong do:

+ Ky =Kup Kio-Kuv = 1,03 1,13 1,02 = 1,187

Kua = 1,13 ( Tra theo bang 6.11, trang 213 [2])

Vậy thỏa mãn điều kiện

3.4.14 Tính chính xác

- Theo công thức 6.39/Trang 252 — Cơ sở thiết kế máy — Nguyễn Hữu Lộc, ta có ứng suất

tiếp xúc cho phép như sau:

- Trong đó:

+

+

+

(Hệ số ảnh hưởng đến điều kiện bôi trơn)

(Hệ số ảnh hưởng kích thước răng)

- Tinh kiém nghiém cho banh rang co d6 bén kém hon

3.4.15 Tính ứng suất uốn tại đáy răng

- Theo công thức 6.92/Trang 277 — Cơ sở thiết kế máy — Nguyễn Hữu Lộc, ta có:

- Trong đó:

+Yr2 = 3,6 ( Bang 6.18 trang 109[1])

+va tra bang 6.15 va 6.16 trang 107[1]

Vậy thỏa mãn điều kiện bền

3.5 Phân tích lực tác dụng lên cơ cầu

Chuong 4: TINH TOAN, THIET KE TRUC VA THEN

A.Tinh true:

4.1 Chọn vật liệu làm trục:

- Bang 10.5/Trang 195 — Tính toán thiết kế hệ thông dẫn động cơ khí, tập l —

Trịnh Chất - Lê Văn Uyền

4.2.1 Tính giá trị đường kính đầu ngõng trục

- Công thức 10.9/Trang 188 — Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí,

tap 1 — Trinh Chat — Lé Văn Uyền

- Đường kính sơ bộ trục Ï:

GV: CHAU NGOC LE

- Duong kinh so bé truc IT:

- Duong kinh so b6 truce IIT:

- Chọn đường kính ngõng trục theo tiéu chuan va chon so bé bé réng 6 1an b theo Bang

10.2/Trang 189 — Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tap 1 — Trinh Chat — Lé

Văn Uyên

4.2.2 Hộp số khai triển hai cấp

- Vẽ sơ đồ hộp số và ghi kí hiệu lên sơ đồ

Sơ đồ kí hiệu trục trong hộp số phân đôi

- Phát thảo kết cấu trục II & III:

GV: CHAU NGOC LE

So dé ki hiéu kich thuée chiéu dai truc ILI

- Các kích thước chiều đài ở Trang 189 — 191 — Tính toán thiết kế hệ

thống dẫn động cơ khí, tập 1 — Trinh Chat — Lê Văn Uyên

+ Chiều dài may ơ bánh đai:

mm

* Trong dé: (Voit = 19 va f= 12,5 tra Bang 4.21/Trang 195 — Tính toán thiết kế

hệ thống dẫn động cơ khí, tap 1 —Trinh Chat — Lé Văn Uyên)

+ Chiều dài may ơ bánh răng :

mm

+ Chiéu dai may o banh rang :

mm

>b = 64 mm

+ Chiéu dai may o banh rang :

- Theo bang 10.3/Trang 189 — Tinh toan thiết kế hệ thông dẫn động cơ khí,

tap 1 — Trinh Chat — Lé Van Uyén

Khoảng cách từ mặt mút của chỉ tiết quay đến thành trong

của hộp hoặc khoảng cách của các chi tiệt quay

Khoảng cách từ mặt mút của ô đến thành trong của hộp

Khoảng cách từ mặt mút của chỉ tiết quay đến nắp ô

- Theo bảng 10.4/Trang 191 — Tính toán thiết kế hệ thông dẫn động cơ khí,

tap 1 — Trinh Chat — Lé Văn Uyền

- Các kích thước chiều đài trục:

GV: CHAU NGOC LE

4.3 Tính phản lực tại các gối đỡ

4.3.1 Phản lực tại các gối đỡ của trục Ï

Xúc định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiém

- Công thức 10.15,16,17/Trang 194 — Tinh toán thiết kế hệ thông dẫn động cơ

khí, tap 1 — Trinh Chat - Lê Văn Uyên

+ Tính moment uốn tổng M; và moment tương đương Mụ; tại các tiết điện j trên

Tiết diện tai banh dai:

Tiét dién tai 6 lan:

- Theo tiêu chuân đường kính trong của ổ lăn /Trang 195 — Tính toán thiết kế hệ thống

dẫn động cơ khí, tập I — Trịnh Chất - Lê Văn Uyên

>

Tiết diện tại banh rang Z1.1:

- Hệ số an toàn cho phép, thông thường = I,5 2,5

- Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp:

Oo

Ss a =

Koy Go, + Wo ony

- Hệ sô an toàn chỉ xét riêng dén ứng suất tiệp:

tị

KT ÐỤ,.T my

GV: CHAU NGOC LE

Với:

*1=0.58 9-1 =0,58.218 = 126,44 (MPa)

Céng thire 10.25,26 trang197 (Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí TI):

Trong đó:

: hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia

công và độ nhãn bề mặt cho trong bảng 10.8

[ii:Hệ số tăng bền bề mặt trục, cho trong bảng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp

tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu

Tra bang 10.12 trang 199: =1,635; = 1,37

Tra bang 10.8 va 10.9 trang 197: K, = 1,055 (tién Ra 2,5 + 0,63 um)

Chon [p= 1 ( không dùng phương pháp tăng bền bề mặt )

Tra bảng 10.10 trang 198:

Tra bang 10.7 trang 197: ,=0,05 ; =0

Công thức 10.22 trang 196: o,,= 0, o4=

Công thức 10.23 trang 196:

Tinh momen cảm uốn W; và W,¡ tra bảng 10.6 trang 196:

Kiểm ngiệm trục tại bánh đai

Kiểm nghiệm tại bánh răng Z1.2

4.3.2 Phản lực tại các gối đỡ của trục II

Truc II

= -Yo- Foi + Fr- Foo - Ys =9

Tiết diện tại bánh răng Z';:

- Theo tiêu chuân Trang 195 - Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, tap 1 — Trinh

Chat — Lé Van Uyén

Trong đó:

- Hệ số an toàn cho phép, thông thường = I,5

- Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp:

Tra bang 10.7 trang 197: yo =0,05 , w.=0

Công thức 10.22 trang 196: on;= 0, 64; =

: hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia

công và độ nhãn bề mặt cho trong bảng 10.8

GV: CHAU NGOC LE

[h:Hé sé tang bén bề mặt trục, cho trong báng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp

tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu

Tra bang 10.8 va 10.9 trang 197: K,= 1,06 ( Ra=2,5 : 0,63)

Chọn []¡=1 Không dùng biện pháp tăng bền bề mặt

Tra bang 10.12 trang 199: = 1,76 , = 1,54

Tra bang 10.7 trang 197: y,=0

Kiểm nghiệm trục tại tiết diện Z¿¡ và

- Luc doc truc: F3=

T

Momen tại tiết điện nguy hiểm

Tiết diện tại khớp nỗi:

Tiét dién tai 6 lan:

mm

- Theo tiêu chuân đường kính trong của ổ lăn /Trang 195 — Tính toán thiết kế hệ thống

dẫn động cơ khí, tập I — Trịnh Chất - Lê Văn Uyên

4.4, Kiém nghiém truc

Điều kiện thỏa mãn, công thức 10.19 trang 195(Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Tl):

Trong đó:

- Hệ số an toàn cho phép, thông thường = I,5 2,5

- Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp: