ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế bộ TRUYỀN ĐAI hộp GIẢM tốc PHÂN đôi cấp NHANH, f= 14500n, v=0,48

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI GVHD:HỒNG XN KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sinh viên: NGUYỄN VĂN HIỆP Lớp: Cơng nghệ kỹ thuật khí _khóa Mã sinh viên: 054101037 LỜI NĨI ĐẦU Đồ án chi tiết máy môn học ngành khí, mơn học cho sinh viên có nhìn cụ thể, thực tế kiến thức học môn học sở quan trọng cho môn học chuyên ngành sau Đề tài sinh viên giao thiết kế hệ dẫn động băng tải, gồm có hộp giảm tốc hai cấp loại phân đôi cấp nhanh truyền đai thang Hệ thống dẫn động động điện thông qua truyền đai thang , hộp giảm tốc khớp nối truyền động tới băng tải Trong q trình tính tốn thiết kế đồ án chi tiết máy sinh viên dùng tra cứu tài liệu sau: Tập tập tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí PGS.TS.TRỊNHCHẤT-TS.LÊ VĂN UYỂN Dung sai lắp ghép GS.TS.NINH ĐỨC TỐN Do lần làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế nên dù cố gắng kham khảo tài liệu giảng môm học làm sinh viên tránh sai sót Mong hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy để sinh viên ngày tiến Cuối sinh viên xin cảm ơn thầy HOÀNG XUÂN KHOA trực tiếp hướng dẫn bảo sinh viên giúp sinh viên hồn thành tố nhiệm vụ giao HÀ NỘI, ngày 12 tháng 04 năm 2012 Sinh viên: NGUYỄN VĂN HIỆP I CHỌN ĐỘNG CƠ Công suất cần thiết, công suất trục động xác định theo công thức Pct = β Trong đó: + + + + - Pct : Công suất cần thiết η: Hiệu suất β: Hệ số đẳng trị pt : Công suất làm việc trục tang Ta có: Pt = + + Lực băng tải F = 14500 N Vận tốc băng tải V= 0.48 m/s ⇒ Pt = = 6,96 (kw) - Hệ số đẳng trị: - β= Hiệu suất : ⇔ = = 0,5833 η = ηbr ηol ηot.ηk.ηđ + + + + + Hiệu suất cặp bánh ηbr = 0,96 Hiệu suất cặp ổ lăn ηol = 0,99 Hiệu suất cặp ổ trượt ηot = 0,99 Hiệu suất nối trục đàn hồi ηk = Hiệu suất truyền đai ηđ = 0,95 ⇒ η =0,994.0,962.1.0,95 =0,841 Do Pct = = 4,827 (kw) Chọn động Ta có = 1,68 Ta chọn động 4A kiểu động 4A132M4Y3 Theo bảng P1.3 trang 237 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập P = 11 (kw) > pct = 4,287 (kw) + Kiểm tra điều kiện mở máy ≤ = 2,0 + Kiểm tra điều kiện tải ≤ = 2,2 ⇒ Chọn động điện 4A132M4Y3 thỏa mãn điều kiện Tính tốc độ vịng quay tang V= + nlv = = = 19,11 (m/s) Phân phối tỉ truyền Uc = = = 76,3 ⇒ mà Uc= Uh.Uđ chọn Uđ = ⇒ Uh = = = 25,432 Ta lại có: Uh = U1.U2 Sử dụng cơng thức 3.12 trang 43 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động tập U1 =0,7332.Uh0,6438 ⇒ ⇒ ⇒ U1= 0,7332.25,4320,6438 U1 = 5,891 U2 = = 4,317 Xác định cơng suất, mơmen số vịng quay trục + Trục III: PIII = + Trục II: + + + + + + + + PII = = = 7,03 (kw) = = 7,397 (kw) = = 7,783 (kw) Trục I : PI = Động cơ: Pđc = = = 8,193 (kw) n1 = = = 468 (vòng/phút) n2 = = = 82,5 (vòng/phút) n3 = = 19,11 (vòng/phút) T1 = 9,55.106 = 9,55.106 = 152937,55 (N.mm) T2 = 9,55.106 = 9,55.106 = 918767,88 (N.mm) T3 = 9,55.106 = 9,55.106 = 3513160,65 (N.mm) Ta có bảng : Trục Động I II III 7,783 7,739 7,703 Thông số Công suất P (kW) 8,193 Tỉ số truyền u Số vịng quay n (v/p) Mơ men xoắn T (N.mm) u1 = 5,891 1458 u2 = 4,317 486 82,5 152937,5 uđai = 19,11 918767,88 3513160,65 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI THANG II Chọn loại đai Với công suất động 11( kw) vận tốc vòng 1458 (vòng/phút) ta chọn đai thang Theo hình 4.1 trang 59 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập loại đai tiết diện hình thang : Б Theo bảng 4.3 trang 59 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta có thơng số: bt=14 mm h=10,5 mm b =17 yo =4,0 mm mm A = 138 mm2 Tính tốn thiết kế: Đường kính bánh đai nhỏ: Theo bảng 4.21 trang 63 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta chọn đường kính đai d1= 140mm - Vận tốc đai: V1 = = 10,68 (m/s) V1 < Vmax =30 (m/s) ⇒ đường kính d1 phù hợp với điều kiện làm việc Đường kính bánh đai lớn: D2 = uđ.d1.(1- ε) = 4.140.(1- 0,01) = 554,4 (mm) Với ε = 0,01 : hệ số trượt tương đối - Theo tiêu chuẩn chọn d2 =560 (mm) Ta có: = = = 4,04 = = = 0,01 => = ⇒ đường kính d1 d2 chọn thỏa mãn yêu cầu Khoảng cách trục hai bánh đai : Theo bảng 4.14 trang 63 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập - ⇒ a =532 ( mm) Ta chọn a/d2= 0,95 - Chiều dài đai: = 2.532 + + = 2245,895 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn L = 2500 (mm) - Số vòng chạy đai: i = = = 4,273 i imax =10 - ⇒ chiều dài L đai thỏa mãn Tính lại khoảng cách trục a: a= Với K = L = 2500 = 1401 a = = 667,46 (mm) Ta có 2(d1+d2) ≥ a 0.55(d1+ d2) +h 1400 (mm) a 395,5 (mm) Giá trị a thỏa mãn khoảng cho phép - Góc ơm α1 bánh đai nhỏ: Điều kiện thỏa - Số dây đai Z: Z= + + + + + Pđc: Công suất trục bánh chủ động Kđ: Hệ số tải động Theo bảng 4.7 trang 55 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1ta chọn Kđ = 1,1 : Công suất cho phép Theo bảng 4.19 trang 62 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập phương pháp nội suy ta chọn = 3,534 Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm đai: C = 1- 0,025.(180- ) = 1- 0,0025.(180 – 144,133) = 0,91 Hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai: = = 1,1161 Theo bảng 4.16 trang 61 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập phương pháp nội suy ta chọn Cl = 1,02 + Cu : Hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền Theo bảng 4.17 trang 61 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta chọn Cu = 1,14 + Cz: Hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng cho dây đai Ta có = 2,318 Theo bảng 4.18 trang 61 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta chọn Cz = 0,95 ⇒ Z= = 2,558 Chọn số đai là: Chiều rộng bánh đai: Theo bảng 4.21 trang 63 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta chọn t =19 e =12,5, h0 = 4,2 b= (Z-1)t+2e=(3-1).19+2.12,5 = 63( mm) - - Đường kính ngồi bánh đai: da= d + 2h0 = 140+2.4,2 = 148,4 (mm) Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục: F0= + Fv Trong đó: + + + F0 : Lực căng tác dụng lên đai Fv : Lực căng li tâm sinh Fv= qm.V2 Theo bảng 4.22 trang 64 chọn qm= 0,178 Fv =0,178.10,682 =20,3 (N) F0 = ⇒ Lực tác dụng lên trục : + 20,3 = 214,52 (N) Bảng tổng kết tính tốn: Thơng số Đường bánh kính đai nhỏ Vận tốc đai Đường kính bánh đai lớn Khoảng cách trục Chiều dài đai Số vịng chạy đai Góc ơm α1 bánh đai nhỏ Số dây đai Z Chiều rộng bánh đai Đường kính ngồi bánh đai Lực căng ban đầu Lực tác dụng lên trục Công suất Tỉ số truyền III Giá trị d1= 140 F0=214,52 Fr= 2040,97 P =11 U= d2 =560 a = 667,46 L = 2500 i= 4,273 Đơn vị mm m/s mm mm mm Độ Z=3 b= 63 da = 148,4 mm mm N N kw Tính tốn thiết kế truyền bánh Chọn vật liệu: Theo bảng 6.1 trang 92 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta chọn vật liệu sau: + Bánh nhỏ: Thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 241…285 Chọn độ cứng HB = 240 Giới han bền σb1 = 850 (MPa) Giới hạn chảy σch1 = 580 (MPa) + Bánh lớn: Thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 170…217 Chọn độ cứng HB = 215 Giới han bền σb2 = 600 (MPa) Giới hạn chảy σch2 = 340 (MPa) a Xác định ứng suất cho phép Ứng suất tiếp cho phép ] = ZR ZV KxH.KHL H [σ Trong đó: + + + + ZR: Hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc Zv: Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng KxH: Hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh KH : Hệ số tuổi thọ xét đến thời gian phục vụ chế độ tải trọng truyền Do tính tốn sơ nên ta chọn ZR.Zv.KxH = ⇒ + + + = ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì sở SH hệ số an tồn tính tiếp xúc Theo bảng 6.2 trang 69 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập Ta có = 2.HB +70 SH = 1,1 Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 =240 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 210 ⇒ ⇒ = 2.HB1 +70 = 2.240 +70 = 550 (MPa) = 2.HB2 +70 = 2.215 +70 = 500 (MPa) Ta có số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc NHO = 30 NHO1 = NHO = 30 = 30.2402,4 =1,54.107 NHO2 = NHO = 30.= 30.2152,4 =1,18.107 Ta lại cósố chu kì thay đổi ứng suất tương đương NHE =60.c ⇒ NHE2 = 60.c = 60.1 14000.(13 + 0,72 ) = 3,5.107 Do hệ số tuổi thọ KHL2 = Tương tự ta có NHE1 NHO1 ⇒ KHL1 Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép NHO2 d3 = (0,8 0,9).d2= (0,8 0,9).20 = 16 18 (mm) Lấy d3= 18 mm, chọn bulông theo TCVN : M18 + Đường kính vít ghép nắp ổ d4: d4 = (0,6 0,7).d2 = (0,6 0,7).20 = 12 14 ( mm) Lấy d4 =12 (mm), chọn vít M12.( theo TCVN) + Đường kính vít nắp cửa thăm d5 : d5 = (0,5 0,6).d2 = (0,5 0,6).20 = 10 12 (mm) Lấy d5 = 10 (mm), chọn vít M10 (theo TCVN) d Mặt bích ghép nắp thân – Chiều dầy bích thân hộp s3: s3 = (1,4 1,8).d3= (1,4 1,8).16 =22,4 28,8(mm) Lấy s3 =26 (mm) – Chiều dầy bích nắp hộp S4: s4= (0,9 1).s3 =(0,9 1).24 = 21,6…22 k2 lấy s4=24 (mm) – E2 Bề rộng bích nắp thân K3 = K2 (3 ÷5) E2= 1,6.d2 = 1,6.20 =32 (mm) lấy E2 = 32mm R2 = 1,3.d2= 1,3.20 =26 (mm) , lấy R2= 26 mm K2 = E2 + R2+(3 ÷5)mm.= 32 + 26 +4 = 62 mm K3 = k2 (3 ÷5)mm = k2 = 62 – = 58 mm e Đế hộp – Chiều dầy đế hộp phần lồi s1 S1 ≈ (1,3÷1,5).d1 = (1,3÷1,5).26 = 33,8 ÷ 39 (mm) Chọn S1 = 36 (mm) k K2 = E2 + R2+(3 ÷5) – Bề rộng mặt đế hộp: K1 ≈ 3.d1 = 3.26 = 78 (mm) q ≥ k1 + 2.δ = 78 +2.14= 106 (mm) f Khe hở chi tiết – Khe hở bánh với thành hộp ∆ ≥ ( 1,2).δ = (1 1,2).14 = 14…16,8 (mm) Chọn ∆ = 15 (mm) – Khe hở đỉnh bánh lớn với đáy hộp ∆1 = (3÷5).14 = 42 ÷ 70 (mm) Chọn ∆1 = 50(mm) Khe hở bánh với ∆ > δ =14, Số lượng bulông – g Lấy Z= a Một số chi tiết khác Cửa thăm lấy ∆ = 15 (mm) 175 120 150 100 190 Để kiểm tra quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có lắp cửa thăm, cửa thăm đậy nắp, cửa thăm có kết cấu kích thước hình vẽ , theo bảng 18-5 trang 92 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta tra kích thước cửa thăm A (mm) A1 (mm) B1 (mm) C (mm) K (mm) R (mm) 150 100 190 140 175 120 12 Vít Số lượng M8x2 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ nắp tăng nên, để giảm áp xuất điều hồ khơng khí bên bên ngồi hộp ta dùng nút thông hơi, theo bảng 18-6 trang 93 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập tra kích thước: – Chọn M27x2 A B M27x C 15 30 D 15 E 45 G H 36 32 I K L M N O P Q R 36 32 22 S lỗ M K P L C N O G H I E B D b B (mm) R A c Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc , dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn, bị biến chất , cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu bịt kín bàng nút tháo dầu, kết cấu kích thước hình vẽ (các kích thước tra bảng 18.7 trang 93 sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 2) 30 M20 25,4 15 22 28 D m F L c q D S Do M20x d b 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, vị trí lắp đặt nghiêng 55 so với mặt bên Que thăm dầu có kích thước kết cấu o hình vẽ 30 6 12 18 e 12 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia cơng đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị, xiết bulơng khơng bị biến dạng vịng ngồi ổ Chiều dài chốt la 45 (mm) 1:50 Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát cơng suất ma sát , giảm mài mịn , đảm bảo nhiệt tốt đề phòng tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc a Các phương pháp bôi trơn ngồi hộp giảm tốc – Bơi trơn hộp Với vận tốc vòng bánh cấp nhanh V=1,036 m/s;bánh cấp chậm V=0,63 m/s Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn tiết máy , người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu bôi trơn lưu thông , truyền bánh hộp giảm có vận tốc v < 12 m/s nên ta bôi trơn bánh hộp phương pháp ngâm dầu Bánh cấp ngâm b dầu.Với chiều sâu ngam dầu lấy 1/6 bán kính bánh cấp nhanh khoảng 1/4 bán kính bánh cấp chậm Theo bảng 18-13trang 101sách tính tốn thiết kế hệ thơng dẫn động khí tập ta chọn loại dầu AK-20 có độ nhớt 20 Centistoc – Bơi trơn ngồi hộp Với truyền ngồi hộp khơng có thiết bị che dậy nên dễ bị bụi bặm vào truyền ngồi ta thường bơi trơn mỡ định kỳ Bôi trơn ổ lăn Khi ổ bôi trơn kỹ thuật , khơng bị mài mịn , ma sát ổ giảm, giúp tránh không để chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với nhau, điều bảo vệ bề mặt giảm tiếng ồn Thơng thường ổ lăn bơi trơn dầu mỡ, thực tế người ta thường dùng mỡ so với dầu mỡ bơi trơn giữ ổ dễ dàng hơn, đồng thời có khả bảo vệ ổ tránh tác động tạp chất độ ẩm Ngồi mỡ dùng lâu dài bị ảnh hưởng nhiệt độ theo bảng 15.15a sách tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập ta dùng loại mỡ M chiếm 1/2 khoảng trống Để che kín đầu trục ra, tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ ngăn mỡ chảy ngoài, ta dùng loại vòng phớt, theo bảng 15.17 trang 50 sách tính tốn thiết kế hệ thỗng dẫn động khí tập tra kích thước vịng phớt cho ổ sau d d1 d2 D A b S0 35 36 34 48 6,5 12 85 87 84 108 12 15 d2 D b S0 D a d1 d a Bảng thống kê dùng cho bôi trơn Tên dầu mỡ Thiết bị cần bôi trơn Dầu ôtô máy kéo Bộ truyền AK- 15 hộp Thời gian thay dầu mỡ 0,6 lít/Kw tháng Tất ổ 1/2 chỗ rỗng truyền phận ổ Mỡ M VIII Lượng dầu mỡ năm Bảng dung sai lắp ghép Dựa vào kết cấu làm việc chế độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau Dung sai lắp ghép bánh Chịu tải vừa, va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp ghép trung gian H7/k6 Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý: – Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vịng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục Để vịng ổ khơng trơn trượt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay Đối với vịng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Chính lắp ổ lăn lên trục ta chọn kiểu ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp Dung sai lắp ghép then lên trục: Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc D10 Bảng dung sai lắp ghép bánh Mối lắp Sai lệch giới hạn () ES Sai lệch giới hạn () Nmax Smax () () es Ei ei ∅45H7/k6 +25 +18 +2 18 23 ∅60H7/k6 +30 +21 +2 21 28 ∅70H7/k6 +30 +2 21 28 ∅90H7/k6 +35 – +21 +25 +3 25 32 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn: Mối lắp Sai lệch giới hạn ((́m) Sai lệch giới hạn ((́m) Nmax ((́m) Smax((́m) ES Ei ei ∅40k6 +18 -12 +2 30 - ∅45k6 +21 -12 +2 33 - ∅85k6 – es +25 -20 +3 45 - Bảng dung sai lắp ghép then: dựa vào bảng 20.6 trang 125 TTTTHDDCK tập ta có: Kích thước tiềt diện then bxh Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then 14x9 16x10 20x12 22x14 Trên bạc P9 10x8 Trên trục D10 -0,015 -0,061 -0,061 -0,022 -0,074 +0,098 +0,040 +0,120 +0,050 +0,120 +0,050 +0,149 +0,065 +0,149 Chiều sâu rãnh then Sai lệch giới Sai lệch giới hạn trục t1 hạn bạc t2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,065 25x14 -0,074 +0,149 +0,065 +0,2 +0,2 ... tổng kết tính tốn: Thơng số Đường bánh kính đai nhỏ Vận tốc đai Đường kính bánh đai lớn Khoảng cách trục Chi? ??u dài đai Số vịng chạy đai Góc ơm α1 bánh đai nhỏ Số dây đai Z Chi? ??u rộng bánh đai. .. hộp giảm tốc hai cấp loại phân đơi cấp nhanh truyền đai thang Hệ thống dẫn động động điện thông qua truyền đai thang , hộp giảm tốc khớp nối truyền động tới băng tải Trong q trình tính tốn thiết. .. VII a Tính kết cấu vỏ hộp Vỏ hộp Nhiệm vụ vỏ hộp giảm tốc bảo đảm vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết tránh bụi