Đồ án chi tiết máy: hộp giảm tốc nguyễn văn chiến

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 1 . BỘ CÔNG THƯƠNG. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM. KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Tháng 10 năm 2008 Giáo viên hướng dẫn: ??? Sinh viên thực hiện: 1. NGUYỄN VĂN CHIẾN (0605266) 2. NGUYỄN VĂN CHIẾN 3. KJ 4. LI ? ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 2 . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 3 . CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI Khi ta thiết kế hệ thống dẫn động băng tải phải đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là 9 kw số vòng quay trên trục thùng trộn là 63 vòng/phút, thời gian phục vụ là 5 năm, quay một chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, mộ t ca 8 giờ). 1. Công suất trên trục động cơ P =9 kW 2. Số vòng quay trên trục thùng trộn 63 vòng/phút 3. Thời gian phục vụ 5 năm Quay một chiều, làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày , một ca 8 giờ). Chế độ tải trọng cho như hình sau: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 4 . Các số liệu ban đầu: 1. Động cơ điện 2. Khớp nối 3. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền xích 5. Băng tải Nhiệm vụ đề tài: 1. Lập sơ đồ động để tính toán thiết kế 2. Lập bảng thuyết minh tính toán 3. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc ¾ T 1 = T ¾ T 2 = 0,9T ¾ t 1 = 1 ¾ t 2 = 45 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 5 . Để thỏa mãn yêu cầu trên ta sử dụng hộp giảm tốc đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơ vào trục thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có thể giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sử dụng hộp giảm tốc đồng tr ục ta nên chú ý đến một số khuyết điểm của nó: 9 Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn cấp nhanh trong khi khoảng cách của hai trục bằng nhau. 9 Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạp kết cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ này. 9 Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục. CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Chọn động cơ điện 2.1.1 Ý nghĩa của việc chọn động cơ. Chọn động cơ điện để dẫ n động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình 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. Do đó việc chọn động cơ có ý ngh ĩa kinh tế và kỹ thuật lớn. Nếu chọn đúng ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 6 . động cơ thì động cơ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất phụ tải yêu cầu thì động cơ luôn làm việc quá tải, nhiệt độ tăng quá nhiệt độ phát nóng cho phép. Động cơ chóng hỏng. Nhưng nếu chọn công suất động cơ quá lớ n thì sẽ làm tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non tải, hiệu suất động cơ sẽ thấp. khi chọn động cơ điện sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện: + Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép + Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn + Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động. 2.1.2 Chọn loại và kiểu động cơ Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ đó là: + Động cơ một chiều + Động cơ xoay chiều Thông thường động cơ xoay chiều thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì có sức bền làm việc cao, moment khở i động lớn. Bên cạnh đó động cơ một chiều có thể điều chỉnh êm tốc độ trong phạm vi rộng, động cơ bảo đảm khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng. Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa chữa lớn và mau hỏng hơn động cơ xoay chiều và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu. T ừ những ưu điểm trên ta chọn động cơ điện xoay chiều 2.2 Tính toán và phân phối tỷ số truyền 2.2.1 Chọn động cơ điện Để chọn động cơ điện ta cần tính công suất cần thiết. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 7 . Nếu gọi td P là công suất trên trục ( tải trọng tương đương mà máy phải làm việc khi quay), Là trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: )(28.8 847.09 4511 45.9.011.1 99 22 2 1 2 2 1 2 2 2 kw t t T T = = + + = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ∑ ∑ η là công suất chung(Hiệu suất chung η của hệ thống), N ct là công suất cần thiế, Ta có: td ct P P η = [2.1] Hiệu suất chung η của hệ thống: 24 12 3 4 η ηη η η = 1 η = 0.97- hiệu suất bộ truyền xích 2 η = 0.98- hiệu suất bộ truyền bánh răng 3 η = 0.99- hiệu suất của một cặp ổ lăn 4 η = 0.98- hiệu suất của khớp nối đàn hồi thay vào ta có ()() 877,098,0.99,0.98,0.97,0 42 == η ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 8 . Suy ra hiệu suất chung η của hệ thống: 8777,0= η )(44,9 877,0 28,8 kw P P td ct === η Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống: • Chọn tỉ số truyền sơ bộ: Tra vào BảNG2.4 trang 21( Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN). Theo bảng ta nên chọn tỉ số truyền như sau: o Đai thẳng: 2 = xich U o Hộp giảm tốc hai cấp: 10 = hop U Nên tỉ số truỵền sơ bộ của hệ thống là: 202.10. = = = hopxixhsb UUU Vận tốc sơ bộ của động cơ là: )/(126063.30. phutvongnUV sbsb === Î Với số liệu ta tính được )(44,9 kwP ct = )/(1260 phutvongV sb = Ta tiến hành chọn động cơ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 9 . Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn )(44,9 kwP ct = .Trong tiêu chuẩn có nhiều loại động cơ điện thõa mãn điều kiện này. Tra vào BảNG P1.3 trang 236 ( Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tác giả TRịNH CHấT –LÊ VĂN UYểN) nên ta chọn động cơ không đồng bộ 3 pha mang số hiệu 4A132M2Y3 có các thông số kỹ thuật sau: o Công suất: )(0,11 kwP ct = o Vận tốc: )/(2907 phutvongV sb = Chọn sơ bộ loại động cơ công suất định mức )(0,11 kwP ct = , có số vòng quay là ( ) sb V 2907 v ng / ph t . òú= Nếu chọn động cơ điện có số vòng quay lớn Ví dụ: ta chọn 4A160S2Y3 o Công suất: 15,0( ) ct Pkw= o Vận tốc: 2930( / ) sb V vong phut= thì tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị cũng tăng theo (trừ động cơ điện). Nhưng động cơ có số vòng quay lớn thì giá thành hạ hơn và ngược lại. Nếu chọn số vòng quay thấp thì tỷ số truyền động chung nhỏ do đó khuôn khổ của máy giảm và giá thành hạ. Vì vậy cần tiế n hành tính toán cụ thể để chọn động cơ điện có số vòng quay sao cho giá thành của hệ thống dẫn động băng tải là nhỏ nhất. Đây là một việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay. ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 10 . Vậy ta chọn được: động cơ không đồng bộ 3 pha mang số hiệu 4A132M2Y3 )(0,11 kwP ct = ( ) sb V 2907 v ng / ph t . òú= Đang làm tới đây: Ở đây ta chọn động cơ A02-42-4 công suất động cơ P dc = 5,5kw, có số vòng quay là n dc = 1450vg/ph. 2.2.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền động chung 1450 27,88 52 n dc iiii x nh ch n t ==== [2.2] Trong đó n dc số vòng quay của động cơ n t =52 số vòng quay của thùng trộn i nh tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh [...]... trên bánh nhỏ 1074 N Lực vòng trên bánh lớn 1030 N Lực hướng tâm trên bánh nhỏ 413 N Lực hướng tâm trên bánh lớn 396 N Lực dọc trục trên bánh nhỏ 391 N Lực dọc trục trên bánh lớn 375 N 4.3.2 Xác định các thông số của bánh răng cấp chậm Các thông số hình học của bánh răng Do hộp giảm tốc đồng trục nên: Môđun mn=2mm Khoảng cách trục A=100mm Góc nghiêng β = 18,840 Chọn ψ a = 0, 40 Chi u rộng vành răng bánh... 6-18 [1] Fa 2 = F2 tagα n = 375 N Các thông số, kích thước, lực của bộ truyền bánh răng cấp nhanh Khoảng cách trục 100 mm Môdun pháp 2 mm Chi u rộng vành răng bánh bị dẫn 25 mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn 30 mm Tỷ số truyền 2.64 mm Số răng bánh 1 26 răng GVHD: Trang 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Số răng bánh 2 69 răng Đường kính vòng lăn 1 54 mm Đường kính vòng lăn 2 146 mm Đường kính... 208,44 Trang 13 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục tính được của hệ thống Thông số 1 Công suất Mômen xoắn (vg/ph) (kw) (Nm) 1450 4,5 29,64 4,48 29,50 549,24 Trục động cơ Tốc độ quay 1450 Trục Tỉ số truyền 4,32 75,11 Trục 1 2,64 Trục 2 GVHD: Trang 14 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trục 3 ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 2,64 208,44 4,17 191,05 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ... F1.tagα n = 995 N Lực dọc trục trên bánh răng lớn theo công thức 6-18 [1] Fa 2 = F2 tagα n = 954 N Các thông số, kích thước, lực của bộ truyền bánh răng cấp chậm Khoảng cách trục 100 mm Môdun pháp 2 mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn 45 mm Chi u rộng vành răng 40 mm Tỷ số truyền 2.64 GVHD: Trang 35 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Số răng bánh 1 26 răng Số răng bánh 2 69 răng Đường kính vòng lăn... của bánh răng cấp nhanh Chon sơ bộ hệ số tải trọng K=1,4 Chọn hệ số chi u rộng bánh răng ψ a = 0, 25 Tính khoảng cách trục lấy θ ' = 1,25 Theo công thức 6-67 [1] GVHD: Trang 26 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 2 ⎛ 1,05.106 ⎞ kp1 A ≥ (inh + 1) 3 ⎜ ⎜ [σ ].i ⎟ ψ θ 'n ⎟ ⎝ tx nh ⎠ a 2 2 ⎛ 1,05.106 ⎞ 1,4.4,48 A ≥ (2,64 + 1) 3 ⎜ = 94,8mm ⎟ 483.2,64 ⎠ 0,25.1,25.549,24 ⎝ Giá trị A đối với hộp giảm tốc. .. GVHD: Trang 21 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Số mắt của xích X=135 Đường kính vòng chia của xích - đĩa dẫn: d1=170 - đĩa bị dẫn d2=679 Đường kính vòng đỉnh của xích - đĩa dẫn: d1a=188 - đĩa bị dẫn d2a=697 Bước xích Pc=25,4 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 4.1 Tính chọn vật liệu cho cấp nhanh và chậm Nguyên tắc chọn vật liệu để thiết kế bộ truyền bánh răng cho hộp giảm tốc là: chọn vật... b=0,4.100=40mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn: b=45mm Đường kính vòng chia theo bảng 3-2 [2] GVHD: Trang 32 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY d1 = ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 mn z1 = 54mm cosβ m z d 2 = n 2 = 146mm cosβ Đường kính vòng đỉnh răng theo bảng 3-2 [2] De1 = 54 + 2.2 = 58mm De 2 = 145,81 + 2.2 = 150mm Đường kính vòng chân răng theo bảng 3-2 [2] Di1 = 54 − 2,5.2 = 49mm Di 2 = 146 − 2,5.2 = 141mm Vận tốc vòng của bánh răng... 3-46 [2] σ uqt = 0,8σ ch Bánh nhỏ: [σ ]uqt1 = 0,8.650 = 520 Mpa = 0,8.500 = 400Mpa Bánh lớn: [σ ] uqt 2 - Kiểm nghiệm sức bền uốn theo công thức 3-42 [2] σ uqt = σ F K qt ≤ [σ ]uqt Trong đó hệ số quá tải K qt =1,8 Bánh nhỏ σ uqt1 = 1,8.78,36 = 140,05 < [σ ]uqt1 GVHD: Trang 34 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 Bánh lớn σ uqt 2 = 1,8.67,38 = 121,38 < [σ ]uqt 2 Kết luận: Vậy bánh răng đủ bền khi làm...ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 i tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp chậm ch ix tỷ số truyền của bộ truyền xích Ta chọn i x = 4 theo bảng 3.2 [1] i 27,88 ⇒u =i i = = = 6,97 nh ch i 4 x Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu ta lấy: i = i = u = 2,64 nh ch Thử... = 200 Lực vòng trên bánh nhỏ 2734 N Lực vòng trên bánh lớn 2621 N Lực hướng tâm trên bánh nhỏ 1051 N Lực hướng tâm trên bánh lớn 1008 N Lực dọc trục trên bánh nhỏ 995 N Lực dọc trục trên bánh lớn 954 N CHƯƠNG 5 CHỌN KHỚP NỐI 5.1 Tìm hiểu và chọn khớp nối 5.1.1 Khái niệm Khớp nối (còn gọi là nối trục, ly hợp, khớp nối trục) là cụm chi tiết máy dùng để nối các trục( hoặc các chi tiết quay), để truyền . Giáo viên hướng dẫn: ??? Sinh viên thực hiện: 1. NGUYỄN VĂN CHI N (0605266) 2. NGUYỄN VĂN CHI N 3. KJ 4. LI ? ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 2 . . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang 12 . - Mômen cho phép của động cơ 0,81 64,54 max cp TT Nm== - Mômen cản của động cơ 9550 29,76 p lv TNm can n dc η == - Mômen. p c =25,4 nên diều kiện bài toán được thỏa - chọn khoảng cách trục sơ bộ a=(3 0-5 0)p c =40.25,4=1016 Số mắc xích theo công thức 5-8 [1] ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: PHƯƠNG ÁN 3 GVHD: Trang