thiết kế máy - thiết kế hộp giảm tốc thang nâng hàng

Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Tên đề tài: Thiết kế thang nâng hàng Số liệu ban đầu: Tải nâng: 300kg V nâng =0,4m/s Nội dung thuyết minh: 1. Tìm hiểu quá trình vận hàng hóa. 2. Giới thiệu nguyên lý làm việc thang nâng hàng. 3. Chọn phương án động học cho thang nâng hàng. 4. Thiết kế hộp giảm tốc. Bản vẽ: - 01 bản vẽ sơ đồ động của hệ thống (A1). - 01 bản vẽ lắp hộp giảm tốc (A0). MỤC LỤC SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 1 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực LỜI NÓI ĐẦU 6 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH VẬN HÀNG HÓA 7 1.1 GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH VẬN HÀNG HÓA 7 1.1.1 Khái niệm 7 1.1.2 Phân loại máy nâng chuyển 8 1.1.2.1. Máy vận chuyển theo chu kỳ 8 a. Đặc điểm: 8 b. Phân loại: 8 1.1.2.2. Máy vận chuyển liên tục 9 a. Đặc điểm: 9 b. Phân loại: 9 1.2 CÁC CƠ PHẬN CHỦ YẾU CỦA THIẾT BỊ MANG TẢI 10 1.2.1 Khái niệm chung 10 1.2.2 Móc 11 1.2.2.1 Cấu tạo và phân loại 11 a. Cấu tạo 11 b. Phân loại 11 1.2.2.2 Móc đơn và sơ lược về đặc điểm tính toán móc đơn 12 a. Cấu tạo: 12 b. Yêu cầu: 12 1.2.2.3 Khung treo móc 13 1.2.3 Một số cơ cấu tải chuyên dùng 14 1.2.3.1 Kìm cặp 14 1.2.3.2 Vòng treo 15 1.2.3.3 Gàu ngoạm 15 1.2.3.4 Nam châm điện từ 16 1.2.4 Dây cáp 17 1.2.4.1 Cấu tạo và phân loại 17 a. Cấu tạo: 17 b. Phân loại: 17 1.2.5 Xích 20 1.2.5.1 Xích hàn 20 1.2.5.2 Xích bản lề 20 1.2.6 Các chi tiết quấn cáp và xích 21 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 2 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực 1.2.6.1 Puli cáp 21 1.2.6.2 Tang quấn cáp 21 a. Cấu tạo 21 b. Phân loại 22 c. Các kích thước cơ bản của tang 23 1.2.6.3 Puli xích (ròng rọc xích) 23 1.2.6.4 Đĩa xích 23 a. Đĩa xích xích hàn 23 b. Đĩa xích xích bản lề 24 1.2.6.5 Tang quấn xích 24 CHƯƠNG 2: 26 GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC THANG NÂNG HÀNG 26 2.1 THANG NÂNG HÀNG 26 2.2 CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG 26 2.2.1 Bộ truyền động bánh vít – trục vít 26 2.2.2 Bộ truyền bánh răng thẳng 27 2.2.2.1 Cấu tạo 27 2.2.3 Dây cáp 28 2.3 MỘT SỐ LOẠI THANG NÂNG HÀNG TRÊN THỊ TRƯỜNG 28 CHƯƠNG 3: 30 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 30 3.1 CHỌN ĐỘNG CƠ 30 3.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 32 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 33 4.1.1 Tính vận tốc sơ bộ 33 4.1.3 Tính tỷ số truyền I và chọn số mối ren trục vít và số răng bánh vít 34 4.1.4 Sơ bộ chọn trị số hiệu suất và hệ số tải trọng K 34 4.1.5 Định m và q 35 4.1.6 Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng 35 4.1.7 Kiểm nghiệm ứng suất uốn của răng bánh vít 36 4.1.8 Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền 36 4.1.9 Tính lực tác dụng 37 4.2 TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM (bộ truyền bánh răng nghiêng) 38 4.2.1 Chọn vật liệu làm bánh răng 38 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 3 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực 4.2.2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép 38 4.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép 38 4.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép 39 4.2.5 Xác định khoảng cách trục A 39 4.2.6 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng 40 4.2.7 Định chính xác hệ số tải trọng K 40 4.2.8 Xác định Mođun, số răng và góc nghiêng của răng 41 4.2.9 Kiếm nghiệm sức bền uốn của răng 41 4.2.10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn 42 4.2.11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền bánh răng 43 4.2.12 Tính lực tác dụng lên trục 43 4.3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỤC 43 4.3.1 Tính sơ bộ trục 44 4.3.2 Tính gần đúng 45 4.3.2.1 Trục I: 46 4.3.2.2 Trục II: 47 4.3.2.3 Trục III 49 4.3.4 Kết cấu trục 53 4.3.5. Tính then 54 4.3.5.1 Đối với trục I 55 4.3.5.2 Đối với trục II 56 4.3.5.3 Đối với trục III 56 4.4 THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 57 4.4.1 Chọn ổ lăn 57 4.4.1.1 Sơ đồ chọn ổ cho trục I 57 4.4.1.2 Sơ đồ chọn ổ cho trục II: 59 4.4.1.3. Sơ đồ chọn ổ cho trục III 60 4.1.2 Các phương pháp cố định ổ trên trục và trong vỏ hộp 62 4.1.2.1 Cố định ổ trên trục: 62 a. Đối với trục I: 62 b. Đối với trục II: 62 c. Đối với trục III: 62 4.1.2.2 Cố định ổ trong vỏ hộp 63 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 4 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực a. Đối với trục I: 63 b. Đối với trục II: 63 c. Đối với trục III: 63 4.1.2.3 Chọn kiểu lắp và cấu tạo chổ lắp: 64 a. Chọn kiểu lắp: 64 b. Cấu tạo chổ lắp ổ: 64 4.1.2.4 Cố định trục theo phương dọc trục 65 4.1.2.5 Bôi trơn ổ lăn 66 4.5 THIẾT KẾ CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT MÁY BÔI TRƠN VÀ LẮP GHÉP HỘP GIẢM TỐC 66 4.5.1 Vỏ hộp giảm tốc: 66 4.5.2 Ghép nắp và thân hộp: 69 4.5.3 Bánh răng 69 a. Bánh răng 1: 70 b. Bánh răng 2: 70 4.5.4 Bánh vít 71 4.5.5 Trục vít 71 4.5.6 Những vấn đề khác của cấu tạo vỏ hộp 71 4.5.6.1 Bulông vòng 71 4.5.7 Bôi trơn hộp giảm tốc 73 4.5.7.1 Bôi trơn bộ phận ổ 73 4.5.7.2 Bôi trơn hộp giảm tốc 73 4.6 CHỌN KIỂU LẮP VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 74 4.6.1 Ghép có độ hở 74 4.6.2 Ghép trung gian 74 4.6.3 Ghép có độ dôi 74 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 5 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực LỜI NÓI ĐẦU Đối với nhiều ngành trong trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, sau khi học xong phần lý thuyết sinh viên sẽ bước qua giai đoạn thiết kế đồ án môn học. Đối với môn học Thiết Kế Máy cũng vậy. Thiết kế chi tiết máy là một bước ngoặc cho việc nghiên cứu cơ sở tính toán và thiết kế các bộ truyền động cơ cơ khí cũng như các chi tiết máy. Đây là đề tài thiết kế chính xác đầu tiên đối với mỗi sinh viên theo học bộ môn này. Nhiệm vụ chung là thiết kế hệ thống dẫn động từ động cơ điện đến cơ cấu chấp hành. “Tên đề tài: Thiết kế thang nâng hàng” SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 6 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Khi thiết kế đồ án Cơ sở Thiết Kế Máy sinh viên lần đầu tiên bắt tay vào một công việc mới mẽ, rèn luyện, vận dụng nhiều kiến thức và lý thuyết để giải quyết các vấn đề có liên quan đến thực tế. Đồ án này là sản phẩm thiết kế đầu tay tuy còn mang nặng tính lý thuyết nhưng có tính chất đào sâu chuyên ngành giúp cho mỗi sinh viên có ý thức sâu sắc về công việc cũng như nghiên cứu và tính toán. Dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do kiến thức hiểu biết và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong đồ án vấn đề sai sót là không thể tránh khỏi, kính mong quý thầy, cô tận tình chỉ bảo để giúp em bổ sung những khuyết điểm, những khúc mắc còn tồn tại và có thêm kiến thức để tiếp tục thực hiện các đề tài sau này. Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đắc Lực cùng quý thầy, cô khoa Cơ khí đã tận tình chỉ bảo giúp em hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng, ngày 1 tháng 12 năm 2009 Sinh viên thiết kế Trần Thái Quốc CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH VẬN HÀNG HÓA 1.1 GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH VẬN HÀNG HÓA 1.1.1 Khái niệm Máy nâng chuyển là tên gọi chung của các máy công tác dùng để thay đổi vị trí các vật nặng dạng khối hoặc các vật phẩm rời vụn với khối lượng lớn nhờ các thiết bị mang vật trực tiếp như móc treo, gầu ngoạm, hoặc gián tiếp như băng tải, xích tải, con lăn, đường ống, SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 7 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực 1.1.2 Phân loại máy nâng chuyển 1.1.2.1. Máy vận chuyển theo chu kỳ a. Đặc điểm: - Hoạt động có tính chất chu kỳ (luôn phiên giữa thời kỳ làm việc và thời kỳ nghỉ) của cơ cấu và máy; - Phần chủ yếu của máy vận chuyển theo chu kỳ là máy trục - Vận chuyển các vật nặng theo hướng thẳng đứng và một số chuyển động khác trong mặt phẳng ngang, trong đó cơ cấu nâng là cơ cấu chủ yếu; - Chúng có thể làm việc trong nhà hoặc ngoài trời b. Phân loại: Theo công dụng máy trục được chia thành 3 nhóm lớn: - Máy trục đơn giản: là các loại máy có một chuyển động chủ yếu là nâng hạ (kích, tời, palăng…); - Máy trục thông dụng: là các loại máy có từ hai chuyển động trở lên (cầu trục, cần cẩu, cần trục…); - Máy trục đặc chủng: là các loại máy đặc biệt dùng riêng theo yêu cầu nào đó (thang máy, máy trục bến cảng…). Hình 1-1: Ví dụ về cầu trục với các thông số chủ yếu của nó SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 8 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Hình 1-2: Phân loại máy trục theo đặc tính di chuyển của nó 1.1.2.2. Máy vận chuyển liên tục a. Đặc điểm: - Vật phẩm được di chuyển thành dòng liên tục và ổn định; - Có thể bốc dỡ tải ngay trong quá trình vận chuyển. b. Phân loại: - Máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo: băng tải, xích tải… - Máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo: vít tải, hệ thống đường lăn, ống dẫn… Hình 1-3 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 9 Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Hình 1-4 1.2 CÁC CƠ PHẬN CHỦ YẾU CỦA THIẾT BỊ MANG TẢI 1.2.1 Khái niệm chung Bộ phận mang giữ tải (đồ mang): được dùng để treo vật phẩm vào cơ cấu nâng, gồm hai loại: + Đồ mang vạn năng: vận chuyển các vật phẩm khác nhau về kích thước, khối lượng. Điển hình của loại này là móc treo; + Đồ mang chuyên dùng: vận chuyển một số chủng loại vật phẩm nhất định, giống nhau hoặc về kích thước, hoặc về tính chất, như: kìm kẹp, vòng treo, gầu ngoạm, nam châm điện từ… - Dây: + Loại dây: chủ yếu dùng dây cáp và xích (xích hàn và xích con lăn) + Mục đích: dùng để nâng tải hoặc chằng, néo, buộc, riêng xích còn được dùng để truyền chuyển động. + Yêu cầu: chúng phải có khả năng uốn cong và quấn được ít nhất trong mặt phẳng để quấn qua puli hoặc quấn vào tang - Chi tiết quấn dây: + Chủ yếu dùng tang và puli. + Mục đích: biến chuyển động quay của tang thành chuyển động tịnh tiến của bộ phận mang vật - Các yêu cầu cơ bản đối với thiết bị mang vật: + Đảm bảo an toàn cho người và hàng hoá; + Thời gian xếp dỡ ngắn, tốn ít sức lao động của công nhân + Trọng lượng cơ cấu nhỏ gọn + Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ. SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 Trang 10 [...]... - Truyền lực vô cùng bé 1 0-6 N hoặc vô cùng lớn 106 N - Dùng để thay đổi tốc độ quay trong hộp giảm tốc hay đều chỉnh số của xe máy, oto b Khuyết điểm : - Gây ồn - chịu va đập kém - Chế tạo phức tạp SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 27 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực c Phạm vi sử dụng : Trong đồng hồ, các cơ cấu nâng tải, oto, máy kéo, hộp giảm tốc, hộp số, truyền động 2.2.3... (dẫn động bằng máy) - Chiều dài và chiều dày thành tang được xác định như tang quấn cáp SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 24 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Hình 1-3 7: Tang quấn xích có rãnh SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 25 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC THANG NÂNG HÀNG 2.1 THANG NÂNG HÀNG Thang là thiết bị chỉ... chống xoay có kết cấu bện hốn hợp 2.3 MỘT SỐ LOẠI THANG NÂNG HÀNG TRÊN THỊ TRƯỜNG Thang nâng hàng Model: OP Hình 2-1 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 28 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Model Đơn vị OP0227 OP0233 OP0435 OP0440 OP0445 Chiều cao sàn nâng Chiều dài xe Chiều rộng xe Chiều cao xe Bán kính quay xe Tốc độ nâng Dung lượng ắc quy Điện áp ắc quy Công suất mô-tơ nâng Tự trọng... 21 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy Hình 1-3 0: Cấu tạo tang trụ GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Hình 1-3 1:Tang hình yên ngựa b Phân loại Tang hình trụ: - Tang trơn - Tang có rãnh - Tang rãnh nông (phổ biến) - Tang rãnh sâu (ít dùng) - Tang quấn 1 lớp cáp - Tang quấn nhiều lớp cáp Hình 1-3 2: Tang trụ trơn quấn nhiều lớp cáp Tang côn Tang hình yên ngựa Tang quấn cáp Tang ma sát Hình 1-3 3: Các loại rãnh cáp... nhất; - Trọng lượng bản thân nhẹ nhất; - Có sức bền đều ở hầu hết các tiết diện; - Đơn giản, dễ chế tạo Hình 1-7 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 12 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Hình 1-8 : Sơ đồ tính toán móc đơn 1.2.2.3 Khung treo móc a- khung dài b- khung ngắn Hình 1-9 - Cáp hoặc xích thường không trực tiếp buộc vào móc mà thông qua kết cấu khung Gồm: + Khung đơn giản +... Quốc – 06CDT1 26 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực a Ưu điểm : - Làm việc êm, không ồn - Có khả năng tự hãm - Tỉ số truyền cao nên rất chính xác b Khuyết điểm - Hiệu suất truyền động không cao do ma sát lớn - Truyền động chậm - Vít phải được chế tạo từ hợp kim quí và đắt tiền c Phạm vi sử dụng : - Sư dụng trong trường hợp đảo chiều quay - Dùng trong các cơ cấu xoay cần trục... tấn/m3 Hình 1-1 6:Gầu ngoạm có dẫn động riêng 1.2.3.4 Nam châm điện từ - Dùng để vận chuyển các vật liệu rời có từ tính như sắt thép phế; - Ưu điểm: chất tải, dỡ tải nhanh chóng và hình thù vật phẩm khá đa dạng; SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 16 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực - Sử dụng nhiều trong nhà máy luyện kim và bến cảng; - Độ an toàn không cao; - Có các dạng kết cấu: chữ... thiết bị chỉ có trang bị cơ cấu nâng. dùng để thực hiện việc nâng hạ vật theo phương thẳng đứng hoặc phương nghiêng, thang có thể là thiết bị độc lập hoặc cơ cấu của một thiết bị máy trục khác Thang được lắp đặt trên nền,trên tường hoặc trên kết cấu kim loại của một máy trục Các bộ phận chính của thang gồm: + Bộ phận truyền động + Bộ phận dẫn động, + Tang cuốn cáp và thiết bị hãm phanh Tùy thuộc vào... ck t1 tck T t + ( 2 )2 2 T1 tck ( 3-2 ) = 5 + 0,82 × 2 = 0,886 8 8 Công suất cần thiết của động cơ là: N yc = N td = N yc = N lv × β η ( 3-3 ) 1, 2 × 0,886 = 1, 499( KW ) 0,709 Tính tốc độ sơ bộ động cơ: Dùng hộp giảm tốc trục vít – bánh răng Theo (bảng 2-2 TKCTM), ta chọn: uhgt = 60 ⇒ u chung = u hgt = 60 SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 31 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Số vòng... M3 = = = 296891, 2( Nmm) n3 38,6 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 4.1 TÍNH BỘ TRUYỀN CẤP NHANH ( bộ truyền trục vít- bánh vít ) 4.1.1 Tính vận tốc sơ bộ vs = 8,8 ×10−3 × 3 N1 × u × n12 ( 4-1 ) vs = 8,8 ×10−3 × 3 1,56 ×18 × 2500 2 = 4,93( m / s) Chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh không thiếc SVTH: Trần Thái Quốc – 06CDT1 33 Trang Đồ án môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Chọn vật liệu . lý làm việc thang nâng hàng. 3. Chọn phương án động học cho thang nâng hàng. 4. Thiết kế hộp giảm tốc. Bản vẽ: - 01 bản vẽ sơ đồ động của hệ thống (A1). - 01 bản vẽ lắp hộp giảm tốc (A0). MỤC. môn học: Thiết kế máy GVHD: Th.S Nguyễn Đắc Lực Tên đề tài: Thiết kế thang nâng hàng Số liệu ban đầu: Tải nâng: 300kg V nâng =0,4m/s Nội dung thuyết minh: 1. Tìm hiểu quá trình vận hàng hóa. 2 học Thiết Kế Máy cũng vậy. Thiết kế chi tiết máy là một bước ngoặc cho việc nghiên cứu cơ sở tính toán và thiết kế các bộ truyền động cơ cơ khí cũng như các chi tiết máy. Đây là đề tài thiết kế