ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

MỤC LỤC

Lời nói đầu………2

I TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG……… 3

II CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN……….5

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY……… 6

1 Tính toán bộ truyền xích……… 6

2 Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc………8

3 Chọn nối trục……… 12

4 Tính toán thiết kế trục và then………13

5 Chọn ổ lăn……… 21

6 Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ………26

7 Chọn dầu bôi trơn……… 28

8 Bảng dung sai lắp ghép……… 29

Tài liệu tham khảo……… 30

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong đời sống cũng như trong sản xuất Và đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp sinh viên chúng ta bước đầu làm quen với những hệ thống truyền động này

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một môn học không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí, nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ sở về kết cấu máy Đồng thời, môn học này còn giúp sinh viên hệ thống hóa kiến thức các môn đã học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Vẽ cơ khí… từ đó cho ta một cái nhìn tổng quan hơn về thiết kế cơ khí Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện sẽ giúp sinh viên bổ sung và hoàn thiện các kỹ năng vẽ AutoCad, điều này rất cần thiết đối với một kỹ sư cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Lộc đã tận tình hướng dẫn, cảm ơn các thầy cô và bạn bè trong khoa Cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện

Sinh viên thực hiện:

Huỳnh Hồng Luân

3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng hai cấp đồng trục

4- Bộ truyền xích ống con lăn

5- Thùng trộn

• Sơ đồ tải trọng:

_ Quay một chiều, làm việc 1 ca, tải va đập nhẹ

_ Thời gian phục vụ: L = 6 năm (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) _ Chế độ tải: T1 = T ; T2 =0,9T

t1 =49s ; t2 = 36s

• Đặc điểm của hộp giảm tốc hai cấp đồng trục:

+ Ưu điểm: kích thước theo chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đó có kích thước nhỏ gọn hơn so với các loại hộp giảm tốc hai cấp khác

+ Nhược điểm:

_ Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết, vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh trong khi đó khoảng cách trục của hai cấp lại bằng nhau

_ Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí do chỉ có một trục đầu vào và một trục đầu ra

_ Kết cấu ổ phức tạp do có ổ đỡ bên trong vỏ hộp

_Trục trung gian lớn do khoảng cách giữa các ổ lớn

_ Kích thước chiều rộng lớn

II CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:

Công suất tương đương trên trục thùng trộn:

2 i

2 i

td

i

Tt

49 0,9 36T

Tỷ số truyền chung,

uch

Tỷ số truyển hộp giảm tốc,

uh

Bộ truyền bánh răng, u1

Bộ truyền bánh răng, u2

Bộ truyền xính, ux

4A160S6Y3 970 17,63 6,25 2,5 2,5 2,82

Ta chọn động cơ 4A132M4Y3 với bảng đặc tính kỹ thuật như sau:

Chọn loại xích ống con lăn

Số răng của đĩa xích dẫn:

với Kr = 1: dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác dụng lên bộ

truyền tương đối êm

Công suất tính toán:

Chọn a = 1282mm ( giảm khoảng cách trục (0,002÷0,004)a )

Theo bảng 5.6 [1] với bước xích pc = 31,75mm ta chọn [i] = 16

Lực trên nhánh căng: F1 ≈ Ft =4454,54N

Lực căng do lực ly tâm gây nên: 2 2

F =q v =3,8.1,87 =13,29 NLực căng ban đầu của xích: F0=K aq g 6.1,282.3,8.9,81 286,74 Nf m = =

2 Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc:

a/ Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép:

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết

kế, ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau

Chọn vật liệu la thép 45 được tôi cải thiện

• Các thông số cho trước: T2 = 178830Nmm; n2 = 463vg/ph; u2 = 3,15

Chọn ψba2 =0,4 Khi đó ψbd2 =ψba2(u2 + =1) 0,83

Theo bảng 6.4 [1], ta chọn KHβ =1,03; KFβ =1,05

Khoảng cách trục:

3 3

Mô đun răng: mn = (0,01÷0,02)aw2 = 1,6÷3,2 mm

Theo tiêu chuẩn, ta chọn: mn = 3mm

°w

[σ ] [= σ ]Z Z Z =441,82.1.0,95.1,02 428,12 MPa=

σ < σ nên điều kiện bền tiếp xúc được thỏa

• Kiểm nghiệm độ bền uốn:

Do đó độ bền uốn được thỏa

• Lực tác dụng lên bộ truyền:

2 t3 t 4

c/ Tính toán cặp bánh răng cấp nhanh:

Vì đây là hộp giảm tốc đồng trục nên ta chọn các thông số hình học của cặp bánh răng cấp nhanh giống như cặp cấp chậm, chỉ trừ chiều rộng vành răng Chọn ψba1 =0,25 Khi đó, chiều rộng vành răng của cấp nhanh:

b2 = ψba1aw1 = 0,25.160 = 40 mm

b1 = b2 + 5 = 40 +5 = 45 mm

Lực tác dụng lên bộ truyền:

1 t1 t 2

F =F =F tgβ° =366 N

3 Chọn nối trục:

Mômen truyền qua nối trục T = 59802Nmm

Theo phụ lục 11.5 [3], ta chọn nối trục đàn hồi có:

Do đó điều kiện uốn và bền dập của nối trục được thỏa

4 Tính toán thiết kế trục và then:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có σb = 600Mpa, ứng suất xoắn cho phép [τ] = 20Mpa

Theo bảng 10.1 [1], chọn ứng suất uốn cho phép [σ] = 70Mpa

• Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức:

sơ bộ dường kính các trục như sau: d1 = 25mm; d2 = 35mm; d3 = 50mm

• Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

Sử dụng các bảng 10.2, 10.3, 10.4 [2] và các công thức 10.10, 10.13 [2] ta xác định sơ bộ các khoảng cách như sau:

l12 = -69mm l13 = 45mm l11 = 90mm

l22 = 48mm l23 = 190mm l21 = 251mm

l32 = 65,5mm l31 = 131mm l33 = 217mm

Sơ đồ phân tích lực:

86376 5545

• Xác định mômen tương đương và đường kính tại các tiết diện bằng các công

Sau đó từ yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các

đoạn trục như bảng sau:

• Theo yêu cầu về công nghệ và lắp ráp, dựa vào bảng 9.10 [2] ta chọn then tại

các tiết diện như sau:

sK

τ τ

τ τ

τ

τ ψ τε

−

=

+Trục thỏa điều kiện bền mỏi khi: s ≥ [s] = 2,5

τm=τa, MPa

• Kiểm nghiệm độ bền then:

Với tải trọng va đập nhẹ thì: [σd] = 130Mpa; [τc] = 90Mpa

Điều kiện bền dập và bền cắt của then:

Do đó, ta chọn ổ theo ổ 1 vì tải trọng tác dụng lớn hơn

Tải trọng tương đương:

0,3 m

với ổ đũa côn m = 10/3

Khả năng tải động của ổ:

Như vậy, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

• Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Theo bảng 11.6 [1] với ổ đũa côn:

Tải trọng hướng tâm tác dụng lên các ổ:

Do đó, ta chọn ổ theo ổ 1 vì tải trọng tác dụng lớn hơn

Tải trọng tương đương:

0,3 m

với ổ đũa côn m = 10/3

Khả năng tải động của ổ:

Như vậy, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

• Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Theo bảng 11.6 [1] với ổ đũa côn:

Do đó, ta chọn ổ theo ổ 1 vì tải trọng tác dụng lớn hơn

Tải trọng tương đương:

1/3 m

Như vậy, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

• Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Theo bảng 11.6 [1] với ổ bi đỡ chặn:

X0 = 0,5; Y0 = 0,37

Q =X F +Y F =0,5.8491 0,37.5774 6382 N F+ = <

⇒ Qt = Fr1 = 8491 N0 = 27000 N

Do đó, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải tĩnh

6 Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ:

_ Khe hở giữa bánh răng với thành trong hộp: 10 mm∆ =

_ Khe hở giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp: ∆ =1 30 mm

A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

f/ Nắp cửa thăm: để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và

để đổ dầu vào bôi trơn vào hộp

h/ Nút tháo dầu: dùng để xả dầu cũ ra ngoài

M16 x 1,5

7 Chọn dầu bôi trơn:

Theo công thức 13.6a [1], ta có:

8 Bảng dung sai lắp ghép:

_ Bánh răng được lắp trên trục theo kiểu lắp trung gian: H7/k6

_ Vòng trong ổ lăn lắp lên trục theo hệ thống lỗ, vòng ngoài ổ lăn lắp lên vỏ hộp

theo hệ thống trục

_Thông thường, vòng trong ổ quay còn vòng ngoài đứng yên, do đó vòng trong

chịu tải tuần hoàn còn vòng ngoài chịu tải cục bộ Vòng trong được lắp có độ

dôi với trục, với miền dung sai của trục: k6 Vòng ngoài lắp có khe hở hoặc lắp

trung gian với vỏ hộp, với miền dung sai của lỗ trên vỏ hộp: H7

Chi tiết Mối lắp ES, µm EI, µm es, µm ei, µm

Tài liệu tham khảo:

[1] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004

[2] Trịnh Chất, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập 1 và 2, NXB Giáo dục, 2002

[3] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2003

[4] Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục, 2000

[5] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Tập 1 và 2, NXB Giáo dục, 2000

[6] Nguyễn Hữu Lộc, Thiết kế cơ khí với AutoCad Mechanical, NXB TP Hồ Chí Minh, 2003

[7] Nguyễn Hữu Lộc, Mô hình hóa sản phẩm cơ khí với Autodesk Inventor, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2007