đồ án thiết kế chi tiết máy

Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy MỤC LỤC Phần Trang số Tài liệu tham khảo 2 I. Chọn động cơ điện – phân phối tỉ số truyền 4 II. Thiết kế bộ truyền đai phẳng 6 III. Thiết kế các bộ truyền bên trong hộp giảm tốc 10 IV. Tính toán thiết kế trục và then 16 V. Thiết kế gối đỡ trục 26 VI. Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác 29 VII. Dung sai, lắp ghép 33 Lª Minh ThuËt CKDL54 - 1 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy TÀI LIỆU THAM KHẢO STT Tên sách Tác giả Xuất xứ ký hiệu 1. Thiết Kế Chi Tiết Máy Nguyễn Trọng Hiệp NXB Giáo Dục [1] Nguyễn Văn Lẫm 2. Dung Sai Và Lắp Ghép Ninh Đức Tốn NXB Giáo Dục [2] 3. Autocad 2004 Bùi Việt Thái NXB Giáo Dục [3] Lª Minh ThuËt CKDL54 - 2 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy Đề bài: Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải có sơ đồ động học như hình vẽ: ` 1- Động cơ điện 2- Bộ truyền đai 3- Hộp giảm tốc một cấp bánh răng trụ 4- Khớp nối trục 5- Băng tải Biết các số liệu sau: Công suất trên trục trống tải N m (kW) Số vòng quay trong một phút của trục trống tải: n m (v/ph) Biến đề 10: – N m = 8 (kW) – n m = 75(v/ph) – Điều kiện làm việc: môi trường làm việc có bụi bặm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 1 ca, mỗi ca 8 giờ, thời gian làm việc 10 năm. Tải trọng làm việc dài hạn, ổn định, momen mở máy bằng 1,4 (k=1,4) momen danh nghĩa. Lª Minh ThuËt CKDL54 - 3 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy I – CHỌN LOẠI ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1. Chọn loại động cơ: - Do điều kiện làm việc thực tế, tính kinh tế Nên ta chọn loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha. Theo yêu cầu của đề bài, môi trường làm việc có bụi bặm nên động cơ phải đươc bọc kín hoặc được che phủ. 1.2. Chọn công suất động cơ Động cơ làm việc ở chế độ tải trọng làm việc dài hạn với phụ tải không đổi: Nên ta phải chọn công suất động cơ thỏa mãn: Ta cần phải chọn công suất động cơ lớn hơn công suất cần thiết (N đc ≥ N ct ) - Gọi : N ct là công suất cần thiết trên trục động cơ điện. N m là công suất trên băng tải N đc là công suất của động cơ +/ Công suất cần thiết : c m ct N N η = ( CT: 2-1, tr27, [1] ) N m = 8 (kW) ƞ : Hiệu suất truyền động 2 obrđaic ηηηη = Hiệu suất chung của trạm dẫn động: 4 2 321 ηηηηη = c Tra bảng 2-1 trang 27 [1] ta được: 1 η = 0,95 – hiệu suất bộ truyền đai 2 η = 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng Lª Minh ThuËt CKDL54 - 4 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy 3 η = 0,99 – hiệu suất của 1 cặp ổ lăn => c η = 0,903 ⇒ η c = ct m N N → N ct = c m N η = 903.0 8 = 8, 859 (kW) + Hệ số quá tải (K): N ct .K ≤ K đc .N đc ⇒ Với: K= 1,4 ; N= 8,859 (kW) Tra bảng 2P, tr323,[1] ta chọn động cơ có mã hiệu: A02-71-8 động cơ điện không đồng bộ ba pha có công suất 13.0 (kw), số vòng quay của động cơ n đc =725 (vg/ph). Động cơ được che kín và có quạt gió. k đc =1,1 Với trường hợp điều kiện làm việc với phụ tải không đổi ⇒ Không cần kiểm tra điều kiện quá tải. Kiểm tra điều kiện mở máy: N đc . c mm đ M M ≥ N ct .k ⇔ 13.1,1 ≥ 8,859.1,4 ⇔ 14,3 ≥ 12,40 (thỏa mãn) ⇒ Điều kiện mở máy thỏa mãn động cơ đã chọn. 1.3 Phân phối tỉ số truyền Tỉ số truyền chung của bộ truyền i c = m đc n n Trong đó n đc : tốc độ quay của động cơ n m : tốc độ quay của máy công tác Lª Minh ThuËt CKDL54 - 5 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy ⇒ i c = 75 725 =9,67 Mặt khác, i c tb =i đ tb .i br tb i đ tb : tỉ số truyền trung bình bộ truyền đai i br tb : tỉ số truyền trung bình bánh răng trụ răng thẳng Ta chọn trước tỉ số truyền bộ truyền đai. Tra bảng 2-2 [1] ta được : Với bộ truyền đai dẹt thường i = 2-4 → Chọn i đ tb = 3 => 323,3 3 67,9 == tb br i - Số vòng quay các trục:  Trục I: 225 3 725 1 === tb đ đc i n n (v/ph)  Trục II: 75 3 225 1 1 === tb br i n n (v/ph) - Công suất trên các trục:  Trục I: 33,8 311 == ηη ct NN (kW)  Trục II: 8 311 == ηη br NN (kW) - Mômen xoắn trên các trục: M 1 = 9,55.10 6 . I I N n =353562,2(N.mm) M 2 = 9,55.10 6 . II II N n = 1018666,7 (N.mm) - Đối với máy công tác : N m = N III . . KN o η η = 7,34.0,99.1 = 8(kw) n m = n III = 75 (vg/ph) Lª Minh ThuËt CKDL54 - 6 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy M m = 9,55.10 6 . m m n N =1018666,7 (N.mm) M đc = 9,55.10 6 . N ct n dc = 116694,4 (N.mm) Trục T.số Động cơ Trục I Trục II Máy công tác N (KW) 8,859 8,33 8 8 i 3,3223 3 1 n (v/ph) 725 225 75 75 M x (N.mm) 116694,4 353562,2 1018666,7 1018666,7 II. Tính toán các bộ truyền đai phẳng 2.1, Chọn loại đai Chọn loại đai vải cao su, làm việc thích hợp ở chỗ ẩm ướt 2.2, Xác định đường kính bánh đai 2.2.1, Tính đường kính bánh đai nhỏ Đường kính bánh đai nhỏ được tính theo công thức Xavêrin: 1 3 1 1 (1100 1300) ( ) N D mm n = ÷ trong đó: N 1 = N – công suất trên trục dẫn, kW; n 1 – số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn. D 1 = (162,21 ÷ 191,71) (mm) Tra bảng 5.1 trang 85 [1] ta chọn: D 1 = 180 (mm) Vận tốc vòng dây đai: 83,6 1000.60 725.180.14,3 1000.60 11 ≈== nD v π (m/s) Thỏa mãn =≤ max vv ( ) 3025 ÷ (m/s). Lª Minh ThuËt CKDL54 - 7 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy 2.2.2.Tính đường kính bánh đai lớn Với đai vải cao su => Lấy hệ số trượt 02,0= ξ ( ) ( ) 4,56802,01.180. 225 725 1. 1 2 1 2 ≈−=−= ξ D n n D (mm) Tra bảng 5.1 trang 85 [1] lấy D 2 = 630 (mm) Số vòng quay thực trong 1 phút của bánh bị dẫn ( ) ( ) 203725. 630 180 .02,01 1' 1 2 1 2 ≈−=−= n D D n ξ (v/ph) Tỷ số truyền: i = 57,3 203 725 2 1 == n n 2.3.Định khoảng cách trục A và chiều dài đai L Từ điều kiện hạn chế số vòng chạy u của đai trong 1 giây (để đai có thể làm việc được tương đối lâu), tìm được chiều dài tối thiểu L min của đai Theo 5-9 [1] ta có: max min u v L = trong đó 53 max ÷= u . Lấy u max = 3 ⇒ 2766,2 3 83,6 min ==L (m) = 2276,6(mm) Tính khoảng cách trục A theo L min (Theo công thức 5-2 trang 83 [1]): ( ) ( ) [ ] ( ) 8 822 2 12 2 2121 DDDDLDDL A −−+−++− = ππ = 2204,22 (mm) KiÓm tra ®iÒu kiÖn: A ≥ 2(D 2 + D 1 ) A 1620 ≥ (t/m) → lÊy A = 2210 (mm) Tính lại L (áp dụng công thức 5-1 trang 83 [1]) : Lª Minh ThuËt CKDL54 - 8 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy ( ) ( ) A DD DDAL 4 . 2 2 2 12 12 − +++= π = 5694,6 (mm) Lấy L=6000 (mm) ( theo bảng 5-12, tr.93, [1] ) 2.4 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ Tính góc ôm 1 α trên bánh nhỏ theo công thức 5-3 trang 83 [1] : oo A DD 12039,16857.180 12 1 >≈ − −= α Điều kiện (5-13) được thỏa mãn 1 α ≥ 120  2.5 Xác định tiết diện đai Để hạn chế ứng suất uốn và tăng ứng suất có ích cho phép của đai, chiều dày đai δ được chọn theo tỷ số 1 D δ sao cho max 11       ≤ DD δδ ; trị số max 1       D δ được tra theo bảng 5-2 trang 86 [1]: 40 1 1 ≤ D δ => 5,4 40 180 40 1 === D δ (mm) Theo bảng 5-3 trang 87 [1] → chọn đai vải cao su loại A có chiều dày 5,4 = δ (mm) Xác định bề rộng của đai: Lấy ứng suất căng ban đầu 2,1 = o σ N/mm 2 Ta có: 40 5,4 180 1 == δ D Tra bảng 5-5 trang 89 [1] ta tìm được: ο σ ][ p =2,25 N/mm 2 Theo bảng 5-6 trang 89 [1] → C t = 0,9 Theo bảng 5-7 trang 90 [1] → 96,0 = α C Theo bảng 5-8 trang 90 [1] → 012,1 = v C Theo b¶ng 5-9 trang 91 [1] → C b = 1,0 Bề rộng b của đai được tính theo công thức 5-13 [1]: 51,146 ].[. .1000 0 ≈≥ bvtp CCCCv N b α σδ (mm) Lª Minh ThuËt CKDL54 - 9 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy Tra bảng 5-4 trang 88 [1] ⇒ lấy b =150(mm). 2.6 Định chiều rộng B của bánh đai Tõ b = 150 mm → tra b¶ng 5.10 trang 91 [1] ta ®îc B = 175 mm 2.7 Tính lực căng và lực tác dụng lên trục Lực căng S o được tính theo công thức : 8105,4.150.2,1 === δσ bS oo (N) Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức: 2417 2 sin 3 1 == α o SR (N) 2.8 Bảng kết quả D 1 D 2 i đ L A B b S o R 180 (mm) 630 (mm) 3,57 6000 (mm) 2210 (mm) 175(mm) 150 (mm) 810 (N) 2417 (N/mm 2 ) III.Thiết kế bộ truyền bên trong hộp giảm tốc – Các số liệu tính toán: + N = 8,859 (KW) + n 1 = 2 n ′ = 225 v/ph. + i = 3,223 1, Chọn vật liệu chế tạo bánh răng – Bánh răng nhỏ ( giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm): thép 50 thường hóa + σ bk = 600 N/mm 2 . + σ ch = 300 N/mm 2 . + HB = 200 Lª Minh ThuËt CKDL54 - 10 - 4/2012 [...]... tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ, cũng nh ngăn cản mỡ chảy ra ngoài Ta dùng vòng phớt VI Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết khác 1, Vỏ hộp Lê Minh Thuật CKDL54 - 28 - 4/2012 n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy - Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tơng đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết. .. theo bảng 7-1,tr118[1] + Khe hở giữa các bánh răng : c = 10 (mm) + Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp : = 10 (mm) + Khe hở từ thành trong của hộp đến mặt bên của ồ lăn l2 = 10 (mm) + Chi u rộng ổ B o = 27 (mm) + Chi u cao của nắp và đầu bulông l3 = 16 (mm) + Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt bên bánh đai l4 = 15 (mm) + Chi u rộng bánh đai B = 50 (mm) + Chiu rng bỏnh rng: bbr = 68 (mm) Từ các kích... (N) IV Thiết kế tính toán trục và then 4.1, Thiết kế trục 4.1.1 Chọn vật liệu Chọn vật liệu làm trục là thép 45 4.1.2, Tớnh s b ng kớnh trc: Lê Minh Thuật CKDL54 - 16 - 4/2012 n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy ng kớnh s b trc c xỏc nh theo cụng thc 7-2 trang 114 [1] d Cì3 N n Trong đó : D - ng kớnh trc (mm) N - Công suất truyền (kW) n - Số vòng quay trong 1 phỳt ca trục (vg/ph) C - Hệ số tính toán phụ... nht phi ngp chiu cao rng ca bỏnh ln cp nhanh Yờu cu chiu sõu ngõm di 1/3 bỏn kớnh bỏnh rng ln Tra bng (10-17[1]), ta chn nht ca du bụi trn bỏnh rng 500C l 160 centistục Theo bng (10-18[1]), chn loi du bụi trn l AK 15 VII Dung sai, lắp ghép Dựa vào kết cấu làm việc, chế độ tải trọng của các chi tiết trong hộp giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau : 1 Dung sai lắp ghép bánh răng : Vì bánh răng chịu... kính trục ở tiết diện E: M td = 0,75.M x2 = 102 768,4 (N.mm) d E 27,4(mm) Ta lấy d3-3 = 60 (mm) ; dE= dF= d H 30 (mm) (vỡ lp ln) 4.1.4, Tính chính xác trục : Xác định cụ thể cấu tạo của trục : - Bán kính góc lợn phần trục mang chi tiết : Tra bảng 7_15 [1] Trục I & II : d2-2 = 45 (mm) ; d3-3 = 60 (mm) r = 2,5 (mm) - Để lắp bánh răng lên trục ta chọn kiểu lắp H7 theo [2] k6 - Chọn then lắp bánh răng... Thuật CKDL54 - 18 - 4/2012 n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy Biu mụmen trc I M td = M u2 + 0,75.M x2 =306193,94 (N.mm) = 306194(N.mm) 11 d 11 = 3 M td 39,42(mm) 0,1[ ] + Đờng kính trục tại tiết diện 2 - 2 : M td = M u2 + 0,75.M x2 =402876,2 (N.mm) 11 d 2 2 = 3 402876,2 43,2 (mm) 0,1.50 + Đờng kính trục tại tiết diện D : MtdD = 0 dB > 0 + Đờng kính trục tại tiết diện A : M td = 0,75.M x2 =306193,8 d A... tơng của hai bánh răng Vỡ bỏnh rng xột l bỏnh rng tr rng thng: Zt =Z Z1 = 47 (răng) ; Z2 = 152 (răng) Hệ số dạng răng tra bảng 3tr18[1] y1 = 0,502 y2 = 0,517 - Kiểm tra sức bn uốn tại chân bánh răng nhỏ u1 = 19,1.10 6.K N = 155,134 (N/mm2) [ ] u1 (N/mm2) (CT 3-29,tr.51.[1]) 2 y1 m Z1 n.b - Kiểm tra sức bn uốn tại chân bánh răng lớn u 2 = u1 y1 = 138,206 [ ] u1 (N/mm2) y2 Vậy hai bánh răng đủ sức... Minh Thuật CKDL54 - 17 - 4/2012 n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy Cỏc lc ó tớnh c t phn trc: R đ = 817,58 (N); P1 = P2 = 7522,6 (N) ; P r1 = Pr2 = 2738 (N) Cỏc lc tỏc dng lờn trc I: R đ = 817,58 (N); P1 = 7522,6 (N); P r1 = 2738 (N) L = 69,5 (mm), a = b = 67,5 (mm) - Tớnh cỏc phn lc cỏc gi : YD = Rd l Pr1 = - 948,098 (N) a+b => Chiu YD cú chiu ngc vi chiu hỡnh v YD= R (l + a + b) + Pr1 b = 2607,5( N... = 14,6ữ17,6 (mm) Lấy C12 = 17 (mm) + Chi u rộng mặt bích K K = C1 + C2 = C1 + 1,3dn =46,8 (mm) Chọn K = 47 (mm) Lê Minh Thuật CKDL54 - 29 - 4/2012 n Mụn Hc ỏn thit k chi tit mỏy + Kích thớc phần lồi R = C2 = 1,3ìd =20,8 (mm) Lấy R = 21 (mm) r1 = 0,2C2 =4,2 (mm) Lấy r1 = 5 (mm) + Chi u cao h để lắp bulông d1 e = (1,0ữ1,2)d1 = 20ữ24 (mm) Lấy e = 22 (mm) + Chi u rộng mặt bích chỗ lắp ổ : l1 = C1... 3761,3( N ) - Tính mômen uốn tại các tiết diện nguy hiểm: + ở tiết diện 1-1: M u = Rd l = 56821,81( N mm) 11 - ở tiết diện 2 - 2 2 2 u 2 2 = uy +ux = 261829,25 (N.mm) Trong đó Muy = YD.b = 253887,75 (N.mm) Mux = XD.b = 63996,615 (N.mm) - Đờng kính trục đợc tính theo công thức : d 3 td 0,1[] Với vật liệu thép 45 tra bảng 7_ 2[1] ta có : [] = 50 N/mm2 + Đờng kính trục tại tiết diện 1-1 : cú Mx = 353562,2 . toán thiết kế trục và then 16 V. Thiết kế gối đỡ trục 26 VI. Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác 29 VII. Dung sai, lắp ghép 33 Lª Minh ThuËt CKDL54 - 1 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế. Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy MỤC LỤC Phần Trang số Tài liệu tham khảo 2 I. Chọn động cơ điện – phân phối tỉ số truyền 4 II. Thiết kế bộ truyền đai phẳng 6 III. Thiết kế các. Dục [3] Lª Minh ThuËt CKDL54 - 2 - 4/2012 Đồ Án Môn Học Đồ án thiết kế chi tiết máy Đề bài: Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải có sơ đồ động học như hình vẽ: ` 1- Động cơ điện 2-