Đồ án môn học cơ sở thiết kế máy
Trêng §HSPKT Hng Yªn §å ¸n C¬ së thiÕt kÕ m¸y Khoa C¬ KhÝ Líp: TKCK6 GVHD: Ng« V¨n Lùc SVTH: Nguyễn Thế Biên Trang 1 Trêng §HSPKT Hng Yªn §å ¸n C¬ së thiÕt kÕ m¸y Khoa C¬ KhÝ Líp: TKCK6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY SVTH : Nguyễn Thế Biên GVHD : Ngô Văn Lực Lớp : TKCK6 STT Nội dung Ngày thông qua Nhận xét của GVHD Chữ ký §å ¸n m«n häc C¬ së thiÕt kÕ m¸y §Ò sè: 1A GVHD: Ng« V¨n Lùc SVTH: Nguyễn Thế Biên Trang 2 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 Thiết kế hệ dẫn động BĂNG tải 1 2 3 1 2 3 M max = 1,5M D P V B 5 6 I II 4 III IV 5s 4h 4h 8h M 0.6M Lợc đồ hệ dẫn động băng tải 1. Động cơ 2. Nối trục 3. Bộ truyền đai 4. Hộp giảm tốc 5. Bộ truyền xích 6. Băng tải Số liệu cho tr ớc: 1 Lực kéo băng tải F 2000 N 2 Vận tốc băng tải V 1,2 m/s 3 Đờng kính băng tải D 300 mm 4 Thời gian phục vụ L h 24000 giờ 5 Số ca làm việc 2 ca 6 Góc nghiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài 15 o độ GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 3 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 7 Đặc tính làm việc ờm Khối l ợng thiết kế 1 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc(A3): - 01 bản tổng thể 3 hình chiếu - 03 bản , mỗi bản thể hiện 01 hình chiếu 2 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết(01 bản A3): 3 01 Bản thuyết minh(A4) Mục lục Lời nói đầu Trang 6 Nội dung đề tài Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền Trang 7 Phần II. Tính toán bộ truyền đai thang Trang 14 Phần III. Tính toán bộ truyền xích Trang 20 Phần IV. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Trang 27 Phần V: Tính chọn khớp nối Trang 40 Phần VI. Tính toán thit k trc Trang 41 Phần VII: Tính chọn then Trang 59 Phần VIII: Tính chọn ổ ln Trang 61 Phần X: Bôi trơn n khp v bụi tr n trc Trang 80 Phần IX:Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết máy khác Trang 66 Phần X: Bôi trơn v dung sai lp ghộp Trang 80 Tài liệu tham khảo Trang 85 GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 4 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 Lời nói đầu Nớc ta đang trên con đờng tiến lên công nghiệp hoá - Hiện đại hoá với đ- ờng lối xây dựng chủ nghĩa xã hội. Đảng ta đã đề ra 3 cuộc cách mạng, trong đó cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật là then chốt để tạo ra của cải cho xã hội. Do đó phải u tiên công nghiệp nặng một cách hợp lý. Trong giai đoạn công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc, con ngời không thể thiếu máy móc bởi vì nó là một phơng tiện từ trớc đến nay đã giúp đỡ con ngời giải quyết đợc nhiều vấn đề mà con ngời không có khả năng làm việc đợc. Hiện là một sinh viên đang theo học tại Trờng đợc trang bị những kiến thức cấn thiết về lý thuyết và tay nghề. Để sau này với vốn kiến thức đã đợc trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé để làm giầu cho đất nớc. Thời gian vừa qua em đợc giao đề tài: Thiết kế hệ dẫn động băng tải. Với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn và các thầy trong khoa cùng các bạn đồng nghiệp và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên trong quá trình làm việc mặc dù đã cố gắng hết mình nhng do trình độ có hạn và còn ít kinh nghiệm, nên không thể tránh sai sót. Em kính mong nhận đợc sự chỉ bảo của thầy cô để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Trờng ĐHSPKT Hng Yên Ngày 29 tháng 09 năm 2008 Sinh viên: Nguyn Th Biờn Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền I-1 Chọn động cơ điện 1.Chọn kiểu loại động cơ Hiện nay, có hai loại động cơ là động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều. Để thuận tiện, phù hợp với lới điện hiện nay ta chọn động cơ điện xoay chiều. Trong số các loại động cơ điện xoay chiều, ta chọn loại động cơ ba pha không đồng bộ rô to lồng sóc (còn gọi là động cơ điện ba pha không đồng bộ rô GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 5 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 to ngắn mạch) Nó có những u điểm: Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, giá thành thấp, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lới điện ba pha không cần phải biến đổi dòng điện. 2. Các kết quả tính toán trên băng tải a. Mô men thực tế trên băng tải: Ta có mô men thực tế trên băng tải: M bt = 2 D.F = =300.10 3 (Nmm) (I 1) Ta cú - F: lc kộo bng t i (N) V: vn tc bng t i (m/s)_ b. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: Số vòng quay làm việc là: n lv = D v . .10.60 3 (vòng/phút) với : v- vận tốc vòng của bng ti( v = 1,2 m/s) D-ng kớnh bng ti (D = 300 mm) n lv = = 76,39 (vòng/phút) Số vòng quay sơ bộ của động cơ. n sb = n lv .u sb Trong đó: u sb = u đ .u br .u x Theo bảng 2.4 tr 21 ti liu 1, ta có: u đ = 3 ; u br = 2 ; u x = 2 n sb = 72,57 . 3 . 2 . 2 = 916.68(vòng/phút) c. Xác định hiệu suất của toàn bộ hệ dẫn động: Ta gọi ht là hiệu suất của toàn bộ hệ thống đợc xác định theo công thức: CT 2.9- tr 19 - ti liu 1 ht = k . đ . br . ol 3 x (I 2) Trong đó: k hiệu suất của khớp nối. đ - hiệu suất của bộ truyền đai thang. br hiệu suất của bộ truyền bánh răng tr. ol hiệu suất của một cặp ổ lăn. x hiệu suất của bộ truyền xích. Theo bảng 2.3 tr.19 ti liu 1, ta có: k = 1 ; đ = 0,95 ; br = 0,97 ; ol = 0,993 ; x = 0,92 Thay các giá trị trên vào (I 3), ta đợc: ht = 1. 0,95. 0,97. (0,993) 3 .0,91 = 0,83 GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 6 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 3. Chọn động cơ điện theo công suất: a. Mô men đẳng trị: M đtbt = = = n k k n k k k t tT 1 1 . 2 (I 3) Trong đó, M k mô men thứ k của phổ tải trọng tác động lên bng tải ; t k thời gian tác động của mô men thứ k. Theo đề bài, ta có: M 1 = M ; M 2 = 0,6M t 1 = 4h ; t 2 = 4h ; t =8h. Từ đó, ta có kết quả: M đtbt = 8 4.)6,0(4. 22 MM + M đtbt = 36,0.5,05,0 + .M bt = 36,0.5,05,0 + .812,5 = 670 (Nm) b. Công suất làm việc: P lv = . 1000 F v (Kw) (I - 4) Trong đó: F Lực kéo băng tải (N) v - Vận tốc băng tải (m/s) P lv = = 2,4 (Kw) b. Công suất tơng đơng: P tđ = P lv . (I 5) Với = 2 2 1 1 2 2 1 1 . . ck ck P t P t P t P t + ữ ữ = 2 4 4 0,6 . 8 8 + = 0,82 P tđ = 2,4.0,82 = 1,97 (Kw) c. Công suất cần thiết trên động cơ: P ct = td ht P = = 2,89 (Kw) Từ các thông số tính toán, ta chọn động cơ loại 4A có nhãn hiệu 4A112MA6Y3 kiểu có bích,có các thông số kỹ thuật đợc tra theo bảng P1.1 trang 234 ti liu 1 Ta có bảng số liệu nh sau: Bng 1.1. Bng c trng c-in ca ng c Kiểu động cơ Công suất Vận tốc % Cos Khối d GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 7 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 ( P ) quay Vòng/phú t dn k T T lợng (kg) (mm) 4A112MA6Y3 3,0 945 81 0,76 2,2 2,0 56 32 d. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ đã chọn: O Kiểm tra điều kiện mở máy: Khi mở máy, mô men tải không đợc vợt quá mô men khởi động của động cơ ( M<M k ) nếu không động cơ sẽ không chạy. Theo điều kiện: M mm /M M k /M dn (I - 6) Trong đó: M mm - mô men mở máy của thiết bị cần dẫn động. M k (T k ) - mô men khởi động của động cơ. M dn (T dn ) - mô men danh nghĩa của động cơ. Theo bảng số liệu trên ta có: M k /M dn = 2,0 Căn cứ vào lợc đồ tải trọng đã cho trong đề bài, ta có: M mm /M = 1,5 Do đó động cơ thỏa mãn điều kiện mở máy. I-2 Phân phối tỉ số truyền Để phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền, phải tính tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống. u t = dc lv n n = = 12,37 (I 7) Mặt khác ta có: u t = u k .u đ .u x .u br (I - 8) Với u k - tỉ số truyền của khớp nối u đ - tỉ số truyền của bộ truyền đai u x - tỉ số truyền của bộ truyền xích u br - tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng Do u k = 1 u t = u đ .u x u br u x = . t d br u u u Theo bảng 2.4 - tr21 ti liu 1, ta có u br = 35 ; u đ = 35. Chọn u đ 3 ; u br = 2 u x = 19,98 3,15.3 = 2,06 - tỉ số truyền của bộ truyền đai: u đ = 3 - tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng: u br = 2 - tỉ số truyền của bộ truyền xích: u x = 2,06 GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 8 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 I-3 Xác định các thông số động học và lực tác dụng lên các trục 1 2 3 1 2 3 D P V B 5 6 I II 4 III IV 1. Tính toán tốc độ quay của các trục : - Trục động cơ: n đc = 1450 (vòng/phút) ; - Trục I: n I = k dc u n = = 945 (vòng/phút) ; - Trục II: n II = d I u n = = 315 (vòng/phút) ; - Trục III: n III = II br n u = = 157,5 (vòng/phút) ; GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 9 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 - Trục IV: n IV = x III u n = = 76,46 (vòng/phút). 2. Tính công suất trên các trục Gọi công suất trên các trục I, II, III, IV lần lợt là P I , P II , P III , P IV có kết quả nh sau: - Công suất trên trục IV: p dc = 3,0 (Kw) - Công suất trên trục I: P 1 =p dc . k =3,0.1=3 (Kw) - Công suất trên trục II: P 2 =p 1 . đ. k =3.0,95.0,993= 2,83 (Kw) - Công suất trên trục II: P 3 = P 2 . ol . br =2,83.0,993.0,97=2,73 (Kw) - Công suất trên trục IV: P 4 = P 3 . ol . x =2,73.0,993.0,92=2,49 (Kw) 3. Tính mô men xoắn trên các trục Gọi mô men xoắn trên các trục I, II, III, IV lần lợt là M I , M II , M III , M IV ta qu nh sau: - Trục động cơ: M đc = 9,55.10 6 dc dc P n = 9,55.10 6 . = 30317,46 (Nmm) - Trục I: M I = 9,55.10 6 I I P n = 9,55.10 6 = 30317,46 (Nmm) - Trục II: M II = 9,55.10 6 II II P n = 9,55.10 6 . = 85798,41 (Nmm) - Trục III: M III = 9,55.10 6 III III P n = 9,55.10 6 . = 165533,33 (Nmm) - Trục IV: M IV = 9,55.10 6 IV IV P n = 9,55.10 6 . = 311005,75 (Nmm) Thông số Trục Tỉ số truyền Tốc độ quay (vòng/phút) Công suất (Kw) Mô men xoắn (Nmm) Trục động cơ 1 945 3 30317,46 GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 10 [...]... ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 Trục I 945 3 30317,46 Trục II 3 315 2,83 85798,41 Trục III 2 157,5 2,73 165533,33 Trục IV 2,01 76,46 2,49 311005,75 Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động Phần II Thiết kế bộ truyền đai thang GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 11 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6... Nguyn Th Biờn Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 z1 = 25 z2 = 52 uxích = 2,06 x = 119 Chủ động: d1 = 304 mm Bị động: d2 = 631 mm Chủ động: da1 = 321 mm Bị động: da2 =649 mm Chủ động: df1 = 299 mm Bị động: df2 = 627 mm p = 38,1 mm Trang 23 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 PHN IV: Thiết kế bộ truyền bánh răng TR - RNG NGHIấNG VI 1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng Đối... đai GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 16 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 Bảng thông số của bộ truyền đai: Khoảng cách trục a 401,97 mm 137,180 Góc ôm 1 Đờng kính bánh đai nhỏ 148 mm Đờng kính bánh đai lớn 450 mm Bề rộng của bánh đai B 35 mm Bề rộng của dây đai b 13 mm PHN III Thiết kế bộ truyền xích III 1 Chọn loại xích Do bộ truyền tải không lớn, ta chọn... 6 khi độ rắn mặt răng HB 350 ; NHO - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc; Với: 2, 4 NHO = 30.H HB GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn (IV - 5) Trang 25 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 NHO1 = 30 2502,4 = 17067789 NHO2 = 30 2402,4 = 15474913 NFO - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn; NFO = 4 106 đối với tất cả các loại thép; NHE ,... 33 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 Sơ đồ tác dụng lực lên bộ truyền bánh răng khi làm việc -Lực tác dụng lên bánh răng nghiêng nhỏ +Lực vòng: 2.M II Fx1= d w1 = = 2302 N + Lực hớng chiều trục Fz1: Fz1=Fx1 tgtw cos Fz1= 2302 tg20,570 cos14,070 = 837,97 N +Lực hớng kính Fy1: Fy1 =Fx1 tg Fy1 2302 tg14,070= 576,94 N -Lực tác dụng lên bánh răng nghiêng lớn: +Lực vòng:... nhám mặt lợn chân răng; Ys - Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất; KxF - Hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn; GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 24 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 Trong thiết kế sơ bộ, ta lấy: ZRZvKxH = 1 và : YRYsKxF = 1 , theo đó các công thức (IV - 1) và (IV -2) trở thành: 0 H lim K HL SH [H]... 21 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 15 15 d2 F1 d1 n1 O1 n2 25 25 Frx 1 F2 2 Sơ đồ lực tác dụng lên trục khi bộ truyền xích làm việc df d da b Hình vẽ mặt cắt bánh xích Bảng thông số kích thớc của bộ truyền xích Các đại lợng Khoảng cách trục GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Thông số a = 1520 mm Trang 22 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Số răng đĩa chủ động Số... Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 1 Fr = 2F0.z.sin 2 (II - 15) Fr = 2.230,12.2.sin = 856,96 (N) Lực FR từ bánh đai tác dụng lên trục đợc phân tích thành hai lực: = Frd.cos = 856,96.cos300 = 742,15 (N) = Frd.sin = 856,96.sin300 428,48 (N) 15 15 d2 n2 25 1 d1 F1 O1 F2 25 n1 O2 Fr 2 1 2 F2 Sơ đồ lực tác dụng lên trục khi bộ truyền đai làm việc B t d da h h0 e Mặt cắt ngang của bánh... Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 STT Thụng s Kớ hiu Giỏ tr 1 Khong cỏch trc aw 149,08 mm 2 T s truyn u 3 3 Chiu rng vnh rng bw 42 mm 4 Mụ un phỏp m 2 mm 5 Gúc nghiờng rng 6 H s dch chnh x 7 S rng Z 8 ng kớnh vũng ln dw 14,070 x1 = 0 x2 = 0 Z1 = 29 mm Z2 = 87 mm dw1 =54,74 mm dw2 = 149,08 mm Phần V: chọn khớp nối Tính chọn khớp nối giữa trục động cơ và trục của bánh đai I - Chọn kết cấu... 7- tr 98- ti liu 1, ta có: KF = 1,07; KF - Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, với bánh răng tr răng nghiờng theo bảng 6 14- tr 107- ti liu 1KF = 1,37; GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 31 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Cơ sở thiết kế máy Lớp: TKCK6 KFv - Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, tính theo công thức(tơng . Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 Thiết kế hệ dẫn động BĂNG tải 1 2 3 1 2 3 M max = 1,5M D P V B 5 6 I II 4 III IV 5s 4h 4h 8h M 0.6M Lợc đồ hệ dẫn động băng tải 1. Động cơ. động cơ điện ba pha không đồng bộ rô GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 5 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ Khí Lớp: TKCK6 to ngắn mạch) Nó có những u điểm: Kết cấu. động học và động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động. Phần II. Thiết kế bộ truyền đai thang GVHD: Ngô Văn Lực SVTH: Nguyn Th Biờn Trang 11 Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án Cơ sở thiết kế máy