Đồ án thiết kế chi tiết máy Đề tài thiết kế hệ thống dẫn Động xích tải

Đồ án môn học thiết kế chỉ tiết máy là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí có thêm kiên thức cơ bản về việc thiết kê các chị tiết máy và hệ thông truyền động cơ khí, đê từ đó có

OF HOCHIMINH CITY

ĐỎ ÁN THIET KE CHI TIET MAY

DE TAI: THIET KE HE THONG DAN DONG XiCH TAI

DE 7

LOI NOI DAU Đất nước ta đang trên đà phát triển đo đó khoa học kĩ thuật đóng vai trò hết sức quan

trọng đôi với đời sông con người Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính làm tăng năng

suât lao động đông thời nó cũng góp phân không nhỏ trong việc thay thê sức lao động

của người lao động một cách có hiệu quả nhật, bảo đảm an toàn cho họ trong quá trình

làm việc

Đồ án môn học thiết kế chỉ tiết máy là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí

có thêm kiên thức cơ bản về việc thiết kê các chị tiết máy và hệ thông truyền động cơ

khí, đê từ đó có cách nhìn về các hệ thông sản xuất, các chi tiệt trong máy

Trong phạm vi đồ án, các kiến thức từ các môn cơ sở như Cơ Tĩnh, Sức Bên Vật Liệu,

Nguyên Lý Chi Tiết Máy, Vẽ Bằng Máy Tính được áp dụng giúp sinh viên có cái

nhìn tổng quan về các truyền động cơ khí Trong quá trình thực hiện đồ án, kỹ năng vẽ

và sử dụng các phan mém AutoCAD duoc cải thiện rõ rệt Từ đây cộng với những

kiến thức chuyên ngành nhóm em sẽ tiếp cận được với các hệ thông thực tế, có cái

nhìn tổng quan hơn đề chuẩn bị cho đồ án tiếp theo và đồ án tốt nghiệp

De tài của nhóm được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai

cấp khai triển bánh răng trụ và bộ truyền đai Hệ thống được dẫn động bằng động cơ

điện qua khớp nối, hộp giảm tốc truyền chuyên động tới băng tải thông qua bộ truyền

đai

Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng với sự

hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cô găng tham khảo tài liệu và bài giảng của

các môn học có liên quan song bài làm của nhóm không thê tránh được những thiếu

sot

Cuối cùng nhóm xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn, đặc biệt là Thầy

NGUYEN TRUNG DUNG đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một cách tận tỉnh giúp

nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao

DE 07: THIET KE HE THONG DAN DONG XICH TAI

Thời gian phục vụ, L (năm):

Hệ thông quay một chiều, làm - việc c2 ca, tái va đập nhe.(1 nam lam viéc 300 ngày, L ca làm việc 8 giờ)

Chế độ tái: T=const

° YEU CAU:

01 thuyét minh, 01 ban vé lắp Ao, 01 ban vé chi tiết

NOI DUNG THUYET MINH:

1 Tim hiéu hệ thống truyền động

2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động

3 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

e Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài

e Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc

e Tính toán thiết kế trục và then

e Chọn ô lăn và khớp nối

¢ Thiết kế vỏ hộp giảm tốc

4 Chọn dâu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép

5 Tài liệu tham khảo

BANG SO LIEU

Ph nong an (N) (m/s) | (răng) | (mm) | (năm)

1 Những vấn đề cơ bản về thiết kê máy và hệ thống dẫn động

1.1 Nội dung thiết kế máy và chỉ tiết máy

- _ Mỗi một máy bao gồm nhiều chỉ tiết máy Các chỉ tiết máy có công dụng chung có mặt hầu hết các thiết bị dây chuyền công nghệ Vì vậy thiết kế máy có vai trò rất quan trọng trong thiết kế máy nói chung

- Chi tiết máy được thiết kế ra phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật, làm việc ổn định suốt thời gian phụ vụ đã định với chỉ phí chế tạo và sử đụng thấp nhất đương nhiên các chỉ tiết máy được thiết kế ra chỉ có thê thực hiện tốt chức năng của mình trên những máy cụ thê phù hợp với công dụng của máy trong dây chuyền công nghệ Với các máy là máy biến đôi năng lượng thì chỉ tiêu hàng đầu của máy là hiệu suất trong khi đó ở các máy cắt kim loại thì năng suất, độ chính xác gia công những chỉ tiêu quan

trọng nhất, còn với các khí cụ đo thì độ nhậy, độ chính xác và độ ôn định của các số đo lại quan trọng

hơn cả nói khác đi chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của chi tié máy được thiết kế phải phù hợp với chỉ tiết

kinh tế - kỹ thuật của toàn máy Đó trước hết là năng suất, độ tin cậy và tuôi thọ cao, kinh tế trong chế tạo và sử dụng, thuận lợi và an toàn trong chăm sóc bảo đưỡng, khối lượng giảm Ngoài ra còn có các yêu cầu khác tuy trường hợp cụ thê, chăng hạn như khuôn khổ kích thước nhỏ gọn, làm việc êm, hình

thức đẹp v.v

- Xac định nguyên tác hoạt động và chế độ làm việc của máy dự định thiết kế

- _ Lập sơ đỗ chung toàn máy và các bộ phận máy thỏa mãn các yêu cầu cho trước Đề xuất một số phương án thực hiện, đánh giá và so sánh các phương án đề tìm ra phương án phù hợp nhất đáp ứng

nhiều nhất các yêu cầu đã được đặt ra

- Xác định lực hoặc momen tác dụng lên các bộ phận máy và đặc tính thay đôi của tải trọng

- _ Chọn vật liệu thích hợp nhằm sử dụng một cách có lợi nhất tính chất đa đạng và khác biệt của vật

liệu đề nâng cao hiệu quả và độ tin cậy làm việc của máy

- Thực hiện các tính toán động học, lực, độ bền và các tính toán khác nhằm xác định kích thước của

chi tiết máy, bộ phân máy và toàn máy

- _ Thiết kế kết cầu các chi tiết máy, bộ phân máy và toàn máy thỏa mãn các chỉ tiêu về khả năng làm việc đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ và lắp ghép

- _ Lập thuyết minh, các hướng dẫn về sử dụng và sửa chữa máy

1.2 Phương pháp tính toán thiết kế máy và chỉ tiết máy

-_ Đối với phần lớn sản phẩm, hoàn thành thiết kế chỉ là kết quả đầu tiên của công việc thiết kế Thông qua việc chế thử, các nhược điềm về kết cấu, công nghệ của bản thiết kế, kế cả sai sót về tính toán, sự không phù hợp về kích thước, tính không công nghệ, các khó khăn trong chăm sóc bảo đưỡng máy v.v , sẽ được phát hiện và sửa chữa

- _ Đặc điểm tính toán thiết kế chỉ tiết may

- _ Tính toán xác định kích thước chi tiết máy thường tiến hành theo hai bước: tính thiết kế và tính

kiểm nghiệm

- _ Bên cạnh việc sử dụng các công thức chính xác để xác định những yếu tô quan trọng nhất của chỉ tiết máy, rất nhiều kích thước của các yếu tố kết cầu khác nhau được tính theo công thức kiểm nghiệm

- _ Trong tính toán thiết kế, số ân số thường nhiều hơn số phương trình, vì vậy cần dựa vào các quan

hệ kết cầu để chọn trước một số thông số, trên cơ sở đó mà xác định các thông số còn lại

- _ Cùng một nội dung thiết kế có thể có nhiều giải pháp thực hiện Vì vậy trong tính toán thiết ké chi tiết máy nên chọn đồng thời một số phương án để tính toán so sánh, trên cơ sở đó xác định phương án

có lợi nhất đáp ứng chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật

- Ngày nay, khi kỹ thuật tin học đang xâm nhập mạnh mẽ vào mọi ngành khoa học và công nghệ,

việc năm vững và ứng dụng các kiến thức tin học phục vụ tự động hóa thiết kế chỉ tiết máy càng trở

nên cấp thiết

1.3 Tài liệu thiết kế (Theo TCVN 3819-83)

Tài liệu thiết kế được chia thành các dang sau day:

© Bản vẽ (bản vẽ chỉ tiết, bản lắp, .) :

® Bảng kê;

¢ Ban thuyét minh ;

¢ Diéu kién kĩ thuật ;

- la cac tài liệu khác liên quan đến sử dụng, sửa chữa, bảo dưỡng máy

2.1 Truyền dẫn cơ khí

So đồ kí hiệu, lược đồ của các loại bộ truyền

Bộ truyền đai

- Truyền động đai được dùng đề truyền động giữa các trục xa nhau Thiết kế truyền động đai gồm các bước:

- Chon loai dai

- Xac dinh cac thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuôi thọ Xác định lực

căng đai và lực tác dụng lên trục

- _ Theo hình dạng và tiết điện, phân loại: đai đẹt, đai hình thang (tiết điện chữ nhật), đai nhiều chêm

(đai hình lược) và đai răng

- _ Kiểm tra xích về độ bền (đối với xích bi qua tai)

- _ Thiết kế kết cầu đĩa xích và xác định lực tác dụng lên trục

- _ Có 3 loại xích: xích ống, xích con lăn và xích răng

Bộ truyền bánh răng

Truyền động bánh răng dùng để truyền động giữa các trục, thông thường có kèm theo sự thay đôi

về trị sô và chiêu của vận tốc hoặc mômen

4 Xác định các kích thước hình học của bộ truyền

2.2 Động cơ điện

Chọn động cơ điện đễ dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trính tính toán thiết kế máy Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn

đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ

truyền ngoài hộp muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại,

động thời cân chú ý đên các yêu cầu làm việc cụ thê của thiệt bị cân được dân động

Phân loại động cơ điện

Bảng 2 Phân loại động cơ điện

Ưu |Cóthêthay | Có công suất | Động cơ Cho phép Kết cầu đơn

điểm | đổi trị số tương đôi ba pha điều chỉnh — | giản, giá thành

momen va nhỏ, có thê đồng bộ có | vận tốc trong | tương đối hạ,

vận tốc góc mắc vào ưu điểm một phạm vi để bảo quản,

trong một mạng điện |hiệusuất | nhỏ (khoảng | làm việc tin

phạm vi rộng chiếu sáng, và cos? 5 %), co cay, co thé mac (3+1 đến 4 do vậy dùng | cao, hệ số | dòng điện mở | trực tiếp vào +1¿ đối với | thuận tiện quá tải lớn | máy nhỏ lưới điện ba

một chiều và

100+1 đối

với động cơ —

máy phát), đảm bảo khởi

động êm,

hãm và đảo chiều đễ đàng, do đó

Dat, néng Hiéu suat Thiét bi Hệ số công Hiệu suất và hệ

loại động cơ | thấp tương đổi | suất cos0 số công suất

chiều lại khá giá thành | thành cao động cơ ba pha

hiểm và phải tương đối |kíchthước | đồng bộ),

điể "_ | vôn đầu tư đề có thiết bi | hành phức chỉnh được vận

lem ~ z tk A A tan

Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động

- Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động: thông thường hộp giảm tốc thường là một hệ bánh răng, gồm nhiều bánh răng thăng hoặc răng nghiêng lần lượt ăn khớp với nhau theo đúng tỉ số truyền

và mômen đã thiết kế để cho ra số vòng quay cần thiết

4 Ưu— Nhược điểm của từng lại bộ truyền và các ứng dụng của nó

Bang 4 Ưu — Nhược điểm của từng loại bộ truyền và các ứng dụng của nó

Bo - Viéc truyén lực có tính đàn | - BỊ trượt qua sự dãn nỡ - Thường

đai - Chay êm, ít ồn và chịu sốc | - Không có tỉ lệ truyền rong rai

- Khoảng cách trục có thé xich chinh xac

lớn, truyền động xa nhau - Nhiệt độ ứng dụng bị

- Không cân thiết bôi trơn - Thêm tải trọng lên ô trục

- Phí bảo dưỡng ít do lực căng cần thiết của

- Vận hành đơn giản dây đai

- Tuổi thọ thấp (từ

1000+5000 giờ)

- Khuôn khổ kích thước bộ - Bộ truyền làm việc có và công suất

truyền | - Có thể truyền chuyên động | - Chăm sóc, bôi trơn có khoảng xích | từ trục dẫn đến các trục bị thường xuyên trong qua cách xa (đến

- Không có hiện tượng trượt, | - Bản lề xích mau bị mòn, | nhiều đĩa xích hiệu suất cao, có thê làm và có quá nhiều mối ghép, | bị dẫn cùng

việc khi có quá tải đột ngột | nên tuôi thọ không cao lúc

Bo - Ding dé truyén chuyén - Chế tạo và lắp ráp phức | - Sử dụng

truyền aw , St ĐA À 1 A , vở bánh nhau, gÓC giữa hai trục - Kích thước bộ truyền lớn cầu máy đòi

Bộ - Làm việc êm, tôc độ cao và | - Tải trọng phân bô không | -Sử dụng

bánh | - Cường độ tải trọng trên - Lực dọc trục lớn truyền quay

răng | bánh răng nghiêng nhỏ hơn | - Tính công nghệ không nhanh

răng

nghiêng

- Hiệu suất cao - Thường xuyên bôi trơn -| -Sử dụng

- Làm việc êm - Đòi hỏi độ chính xác và ˆ “

độ cứng bộ truyền rong tái,

- _ Được sử dụng khi tỉ số truyền u < (7:8) (nếu đùng bánh răng trụ răng thăng thì u < 5) Nếu dùng tí

số truyền lớn hơn, kích thước và khối lượng hộp giảm tốc một cấp sẽ lớn hơn so với hộp giảm tốc hai

Hình 5.2 Hộp giảm tốc khai triển

- _ Được sử dụng nhiều nhất, tỉ số truyền chung của hộp giám tốc thường bằng 8 đến 40 Chủng được

bồ trí theo ba sơ đồ sau đây:

- Đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thé

giảm bớt được chiều dài của hộp giảm tốc và nhiều khi giúp cho việc bồ trí gọn cơ cầu Tuy nhiên có một số nhược điểm sau: khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết; phải bố trí các ô của các trục

đồng tâm bên trong hộp giảm tốc làm phức tạp kết cầu gối đỡ và khó khăn cho việc bôi trơn; khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn ;

- Khai triển: hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là các bánh răng bố trí không đối xứng với các 6, do đó làm tăng sự phân bố không đều tải trọng trên chiều dài răng Vì vậy cần chú ý thiết kế trục đủ cứng, đặc biệt là trong trường hợp các bánh răng được nhiệt luyện đạt độ răn cao và chịu tải trọng thay đối, vì khi đó khả năng chạy mòn của bánh răng rất kém

Phân đôi: công suất được phân đôi ở cấp nhanh hoặc cấp chậm, trong đó hộp giảm tốc phân đôi cấp

nhanh được dùng nhiêu hơn Với kêt câu này, cấp chậm chịu tải lớn hơn có thể chê tạo với chiều đải

vành răng khá lớn nhờ vị trí bánh răng đôi xứng với các ô có thê khắc phục sự phân bô không đều tải trọng vành răng

¢ Tuy nhiên hộp giảm tốc bánh răng côn — trụ hai cấp có một số nhược điểm:

- Gia thanh chế tạo đất hơn

- _ Lắp ghép khó khăn

Khối lượng và kích thước lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ

5.4 Banh vit — truc vit

Hộp giảm tốc trục vít được dùng đề truyền chuyên động và mômen xoắn giữa các trục chéo nhau

- - Sơ đỗ động chủ yếu của hộp giảm tốc trục vít gồm: hộp giảm tốc trục vít một cấp, hộp giảm tốc bánh răng — trục vít, hộp giảm tốc trụ vít — bánh răng và hộp giảm tốc trục vít hai cấp