đồ án thiết kế hệ truyền động cơ khí

PHẦN THỨ HAI TÍNH RIÊNGCHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT PHẦN MỘT CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Số vòng quay của băng tải : nlv =26,5 vòng /phútCông suất

PHẦN THỨ HAI TÍNH RIÊNG

CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT

PHẦN MỘT CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I) CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Số vòng quay của băng tải : nlv =26,5 vòng /phútCông suất trên trục dẫn của băng tải:Ptd =3,3 kw

Với:Hiệu suất của một cặp bánh răng trong hộp giảmtốc:br=0,97

Hiệu suât của bộ truyền đai:đ=0,96

Hiệu suất của một cặp ổ lăn: ol=0,99

Hiệụ suất của khớp nối : k=0,99

 =0,972.0,96.0,994.0,99=0,859

Theo tiêu chuẩn chọn ud = 2,5

 ut = ud uh = 25

 Số vòng quay sơ bộ trên trục dẫn của động cơ:

nsb = 25.26,5= 662,5 (vòng/phút)

Công suất của động cơ:4KW(4A132S8Y3)

II ) PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

I TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI:

1) Chọn đai vải đai cao su: với đặc tính bền, dẻo,ít bị ảnhhưởng của độ ẩm và sự thay đổi của nhiệt độ ,đai vải đaicao su được dùng khá rộng rãi

2) Thông số bộ truyền:

Đường kính bánh nhỏ:

d1 = (5,2 … 6,4) = (5,2… 6,4) =(195…240) mm

d2 =d1.uđ.(1- ) với bộ truyền nhanh lấy =0,01

Với đai vải đai cao su chọn

Bộ truyền đạt gần như thẳng đứng 0 =1,6k1 =2,3; k2 =9

Lấy theo tiêu chuẩn b = 71mm

Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

F0 = 0 .b =1,6.5.71 =568N

Lực tác dụng lên trục F1 = 2.F0 .sin =2.568.sin =1125,6N

II) TÍNH HỘP GIẢM TỐC

1) Chọn vật liệu

Với tải trọng trung bình bộ truyền làm việc êm,va đậpít,quá tải thấp.bánh nhỏ của răng làm viêc nhiều hơn

bánh lớn,do đó trong 2 cấp truyền ta chọn vật liệu chế tạobánh nhỏ cứng hơn bánh lớn:

KHL= 1  H1 = = = 572,73Mpa

NFE = NHE (Bộ truyền chịu tải trọng tĩnh)

NFO =4.106 ;NFE NFO  KFL =1

Tra bảng 6.2 ta có SF =1,75

3) Tính bộ truyền cấp nhanh

a) Koảng cách trục

aw1 = Ka (u1 +1)

Chọn  =0,3 (Bảng 6.6 –TL[1])

bd =0,53.ba (u1 + 1) =0,53.0,3.(3,83 +1) =0,768  KH =1,112(Trabảng6.7 TL [1])

 aw1 =43.(3,83 +1)

b) Xác địng môđun và góc nghiêng răng

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:Z

các đôi răng đồng thời ăn khớp

 v1 =

Từ v1 tra bảng 6.13 TL[1] ta được cấp chính xác 9

Tra bảng 6.14 TL[1] ta có KH =1,13 ;KF =1,37

a)Kiểm nghiệm về độ bền uốn

Hệ số kể đế sự trùng khớp răng

với

Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

YF1 ,YF2 hệ số hình dạng của bánh răng 1và 2

Tra bảng 6.8 TL.[1] với hệ số dịch chỉnh x = 0 ta được

YF1 =3,7577 ;YF2 =3,6

Hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF =KF.KFKF

KF  =1,2288 (tra bảng 6.7 TL[1] với bd = 0,768)

đôi răng đồng thời ăn khớp:

Fmax =F1 Kqt =139,68.2,2 = 307,3  []Fmax =464Mpa

f)Thông số hình học của cặp bánh răng cấp nhanh

Khoảng cách trục aw1 =154mm

d2 =

Đường kính đỉnh răng: da1 =d1 + 2.m =64,08 + 2.2 =68,08mm

da2 = d2 + 2.m =243,92 + 2.2 =247,92mm

Đường kính chân răng df1 =64,08 -2,5.m =64,08 -2,5.2

=59,08 mm

df2 =243,92 -2,5.m =243,92 -2,5.2

=238,92 mm

chiều rộng vành răng bw1 =44

4) Tính bộ truyền cấp chậm

a) Koảng cách trục

các đôi răng đồng thời ăn khớp

 v2 =

Từ v1 tra bảng 6.13 TL[1] ta được cấp chính xác 9

Tra bảng 6.14 TL[1] ta có KH =1,13;KF =1,37

a)Kiểm nghiệm về độ bền uốn

Hệ số kể đến sự trùng khớp răng

với

Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

YF3 ,YF4 hệ số hình dạng của bánh răng 3 và 4

Tra bảng 6.8 TL.[1] với hệ số dịch chỉnh x = 0 ta được

YF3 =3,7577 ;YF4 =3,6

Hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF =KF.KFKF

KF  =1,15628 (tra bảng 6.7 TL[1] với bd = 1,0176)

đôi răng đồng thời ăn khớp:

Fmax =F1 Kqt =188,25.2,2 = 414,15  []Fmax =464Mpa

f)Thông số hình học của cặp bánh răng cấp chậm

Khoảng cách trục aw2 =174mm

d4 =

Đường kính đỉnh răng: da3 =d3 + 2.m =90,6 + 2.2 =94,6mm

da4 = d4 + 2.m =257,4+ 2.2 =261,4mm

Đường kính chân răng df3 =d3 -2,5.m =90,6 -2,5.2 =85,6mm

df4 =d4 -2,5.m =257,4 -2,5.2 =252,4mm

chiều rộng vành răng bw1 =80 mm

III) TÍNH TRỤC

1) Tải trọng tác dụng lên trục

răng truyền động

Lực do truyền bánh răng nghiêng: Lựa dọc trục ,lực vòng ,lựchướng tâm

Lực hướng tâm: Fr1 = Fr2 =

Fa1=Ft1.tg1 =3781,4.tg14,640 =978,8N

Lực do bộ truyền đai:Ftđ = 830,2N

 Trục 2:lực do bộ truyền răng nghiêng :lực vòng , lực hướng tâmvà lực dọc trục

Lực vòng Ft4 =Ft3 =

3) Xác định khoảng cách giữa gối đỡ và điểm đặt lực:

Chiều dài nửa khớp nối :L =115mm

=10mm

k2 - khoảng cách mặt mút ổ đến thành trong của hộp, lấy k2

=7mm

k3 – khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến lắp ổ ,lấy k3 =15 mm

hn – chiều cao lắp ổ và đầu bu lông, lấy hn =18 mm

Fy11 +Fy12 + Ftñ – Fr1 =0

83,5.Ftñ + Fa1 -199Fy12 +54,5.Fr1 =0

 Biểu đồ lực và biểu đồ mômen

Fy21+Fy22 =Fr23 -Fr22

199Fy22 –131,5Fr23 + 54,5 Fr22 -Ma22 +Ma23 = 0

trục 1:tại tiết diện: 10 –11 –12

trục 2 :tại tiết diện:21 –22

trục 3:tại tiết diện :31 –32 –33

Với dj là đường kính trục tại tiết dịên kiểm tra

b chiều rộng then

t1 chiều sâu của rãnh then trên trục

Tiết

diện

d(mm)

Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ưnùg suất trùng bìnhđến độ bền mỏi

Ky hệ số tăng bền bề mặt trục Ky =1,8 (tra bảng 10.9 TL1)

Hệ số kích thước (tra bảng 7.2 CSTKM)

diện

d(mm)

Với s =2,5…3 Trục đạt độ bền mỏi và độ cứng vững

IV) TÍNH Ổ LĂN

1) Tính lực dọc trục và lực hướng tâm

Lắpcăng

Rãnhthen

Lắpcăng

8

0,99

8

0,94

3

1,16

3

1,16

3

1,16

-Lực hướng tâm

Fr1 =

Fr2 =

Fr3 =

Với bộ truyền bánh răng nghiêng có lực dọc trục ta xét:

 0,3 ta sử dụng ổ bi đỡ chặn

ta sử dụng ổ bi đỡ chặnTừ các thông số cùa trục lắp ổ lăn ta chọn sơ bộ các ổnhư sau:

-Trục I ta chọn cặp ổ đỡ chặn có ký hiệu 46306

-Trục III ta chọn ổ đỡ chặn 46111

2) Kiểm nghiệm theo khả năng tải động

Q =(X.V.Fr +Y.Fa)kt.kđ

kt hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ kt =1

kđ –hệ số kể đến đặc tính tải trọng kđ =1(bảng 11.3 TL1)Thời gian làm việc của ổ lăn là:Lh = 12.103 h

L3 =

Lực dọc trục do lực hướng tậm gây ra

Ổ lăn chọn ở trên thoả mãn

V) TÍNH VỎ HỘP GIẢM TỐC

1)Chiều dầy thân hộp

Vít ghép cửa thăm d5 =8

3) Mặt bích ghép nắp và thân

Chiều dầy bích nắp hộp S4 = 15mm

4) Kích thước gối trục

Tra bảng 18-2 TL1 ta được đường kính ngoài và đường kính tâm vít và số vít cần có

5) Mặt đế hộp

Bề rộng mặt đế hộp k = 3.ôp5

VI) MỘT SỐ THÔNG SỐ KHÁC

-Bulông vòng (tra bảng 18-3a ) theo khối lượng ước tính ta chọn bulông M12

Dùng để di nâng hộp giảm tốc khi lắp ráp cũng như khi

di chuyển hộp từ nơi này sang nơi khác

(mm)

C(mm)

K(mm)

R(mm)

lượn

g vít

-Nút thông hơi (bảng 18 –6 TL[1])

Khi máy làm việc nhệt độ trong hộp tăng lên ,áp suất trogn hộp cũng tăng theo.Để giảm áp suất và thông khítrong hộp ta dùng nút thôn hơi ,đồng thời cũng là đễ điều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp

45

36

32

6 4 1

0

8 22

6 32

18

36

32-Nút tháo dầu(tra bảng 18-7 TL [1])

Sau một thời gian làm việc , dầu bôi trơn trong hộp bịbẩn hoặc biến chất, do đó cần thay dầu mới Nút tháodầu dùng để xả dầu cũ ra bên ngoài

M22 ;L =29mm

- Que thăm dầu

Dùng để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc , đểđảm bảo mức dầu luôn ở mức cho phép để các chitiết được hoạt động tốt.

VII) BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP

Dựa vào kết cấu và yêu cầu làm việc , chế độ tải của các chi tiết trong hộp giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau:

3.7.1 Dung sai vàlắp ghép bánh răng:

Chịu tải vừa, thay đổi, va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trungH7/k6

3.7.2 Dung sai và lắp ghép ổ lăn:

Vòng trong ổ chịu tải tuần hoàn, va đập nhẹ, lắp theo hệthống trục, để vòng ổ không bị trượt trên bề mặt trục khilàm việc ta chọn chế độ lắp k6, lắp trung gian có độ dôi Vòng ngoài lắp theo hệ thống lỗ, vòngngoài không quaynên chịu tải cục bộ Để ổ mòn đều , và có thể dịchchuyển khi làm việc do nhiệt độ tăng, ta chọn chế độ lắptrung gian H7

Đối với ỗ ở đầu vào và đầu ra của hộp ta sử dụng chếđộ lắp m6 vì trục hai đầu này nối với khớp nối và lắpbánh đai ta cần độ đồng trục cao hơn

3.7.3Lắp vòng chắn dầu lên trục:

Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho quá trìnhtháo lắp

3.7.4Lắp bạc chắn lên trục:

Vì bạc chỉ có tác dụng chặn các chi tiết trên trục nên tachọn chế độ lắp trung gian H8/h6

3.7.5Lắp nắp ổ , thân:

Chọn kiểu lắp H7/e8 để dễ dàng tháo lắp

3.7.6 Lắp then lên trục:

Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là P9/h9 và kiểu lắp trên bạc là Js9/h9

Theo chiều cao , sai lệch giới hạn kích thước then là h11

Theo chiều dài sai lệch giới hạn kích thước then là h14

BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP

Chi tiết

(1)

Mốilắp(2)

Sai lệchtrên

Sai lệchdưới

Độdôilớnnhất(m)(7)

Độ hởlớnnhất(

m)(8)

BÁNH RĂNG

12 H7/k6 +25 +18 0 +2 18 23

Ổ ĐỠ CHẶN MỘT DÃY (THEO GOST 831 – 75 )

(lắp lên trục)

Ổ BI ĐỠ MỘT DÃY (THEO GOST 8338 -75)

(lằp lên trục)

Với trục lắp bánh đai và khớp nối vì mối ghép có thễtháo lắp nhiều nên ta dùng chế độ lắp lỏng H9/h9

MỤC LỤCPHẦN A : ĐƯA RA CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG

trang 1

Phần I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN trang 11

I) Chọn động cơ điện trang 11II) Phân phối tỉ số truyền trang 12

Phần II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY trang 15

I) Tính toán bộ truyền đai trang 15 II) Tính hộp giảm tốc trang 17III)Tính toán trục trang 28 IV) Tính toán chọn ổ lăn trang 41V) Thiết kế kết cấu vỏ hộp trang 42 VI) Các chi tiết phụ trang 44 VII) Bảng dung sai lắp ghép trang 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Trịnh Chất , Lê Văn Uyên- Tính Toán Thiết Kế Hệ DẫnĐộng Cơ Khí – Nhà Xuất Bản Giáo Dục

[2] Nguyễn Hữu Lộc, Nguyễn Tuấn Kiệt, Phan

Tấn ,Tùng,Nguyễn Thanh Nam

Cơ sở thiết kế máy – Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM[3] Trần Hữu Quế ,Đặng Văn Cừ,Nguyễn Văn Tuấn – Vẽkỹ thuật cơ khí – Nhà Xuất Bãn Giáo Dục