đồ án cơ sở thiết kế máy

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến LỜI NÓI ĐẦU Mục tiêu Việt Nam trở thành nước công nghiệp theo hướng đại vào năm 2020 nên việc đẩy nhanh ngành công nghiệp khí nhiệm vụ đặc biệt quan trọng Cơ khí có mặt hầu hết ngành kinh tế quốc dân như: Công nghiệp, Nông nghiệp,Giao thông vân tải,Thông tin truyền thông,… Để tăng hiệu suất công việc trình sản xuất thay sức người hệ thống truyền động ngày sử dụng phổ biến Với yêu cầu công việc khác mà người ta thiết kế hệ thống truyền dẫn đáp ứng yêu cầu Đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy đồ án đầu tay sinh viên ngành khí thử thách phải bắt đầu với yêu cầu thiết kế tính toán theo yêu cầu công việc Yêu cầu sinh viên vận dụng kiến thức lý thuyết để giải vấn đề liên quan mật thiết với thực tế sản xuất, thiết kế chi tiết phận có hình dạng kích thước cụ thể phải thõa mãn yêu cầu định chất lượng, tính kinh tế, kỹ thuật,… Đồ án giúp sinh viên củng cố lại kiến thức học môn học trước đây: Nguyên lý máy, Cơ sở thiết kế máy, Vẽ kỹ thuật khí, Sức bền vật liệu, Vật liệu kỹ thuật,… giúp sinh viên có nhìn tổng quan thiết kế khí Công việc thiết kế hộp giảm tốc giúp sinh viên hiểu rõ tác dụng bánh , ổ lăn, trục,… Trong qua trình vẽ hộp giảm tốc giúp sinh viên cải thiện nâng cao kỹ vẽ CAD Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Văn Yến hướng dẫn giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Tuy nhiên đồ án nên trình làm thấy nhiều bỡ ngỡ kiến thức hạn chế, thiếu xót điều tránh khỏi Em xin nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô bạn! Đà Nẵng, ngày 20 tháng 11 năm 2015 Sinh viên thực Hoàng Công Thái SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến MỤC LỤC Lời nói đầu……………………………………………………………………… PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHÔI TỶ SỐ TRUYỀN… … Chọn động cơ………………………………………………………… Phân phối tỷ số truyền u…………………………………………… PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN…………………………………… I II III IV V TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT…………………………………… … THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM…………… THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH……… … 14 KIỂM NGHIỆM TỶ SỐ TRUYỀN TOÀN HỆ………………… … 18 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN………………………………… 18 PHẦN III: THIẾT KẾ TRỤC, THEN, Ổ VÀ KHỚP NỐI……………………… A THIẾT KẾ TRỤC……………………………………………………….… B TÍNH THEN……………………………………………………………… C THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC……………………………………………… PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH Ổ TRÊN TRỤC……………………… PHẦN IV: THIẾT KẾ BẢN VẼ LẮP………………………………………… SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C 19 19 36 40 42 45 Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Chọn động - Xác định công suất động cơ: Để chọn động điện, cần tính công suất cần thiết Gọi - hiệu suất truyền, - công suất cần thiết, thì: Tra bảng trị số hiệu suất ta có: Hiệu suất truyền bánh trụ Hiệu suất cặp ổ lăn Hiệu suất truyền đai Hiệu suất khớp nối Hiệu suất truyền: Ta có công suất lớn phát sinh trục động là: Chọn tỷ số truyền sơ bộ: Chọn: ; Vậy Ta có: Công suất động phải thỏa mãn: Ta chọn động có số hiệu AO2-42-4 có công suất 5,5 kw có số vòng quay 1450 (vg/ph), hiệu suất 0,88 Kiểm tra: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Phân phối tỷ số truyền u 2.1 Tỷ số truyền truyền: Chọn ; ; Khi đó: Với HGT đồng trục: Tính lại 2.2 Tính toán thông số động lực: Tốc độ quay trục: Trục I: Trục II: Trục III: Công suất phân bố trục: Trục I: Trục II: Trục III: Momen xoắn trục: Trục I: Trục II: Trục III: Trục Trục động Thông số Công suất P (kw) 5,48 SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C I II III 5,21 4,95 4,70 Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Tỷ số truyền u Số vòng quay n (vg/ph) Momen xoắn T (Nmm) GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 3,66 1450 36 092,41 725 3,66 198.09 72 184,83 251 176,23 54 831 203,70 PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN I Tính truyền ngoài: đai dẹt Chọn loại đai: Đai vải cao su loại A Xác định đường kính bánh đai nhỏ [theo công thức (5-6)]: Theo bảng 5-1 lấy: Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện: Đường kính bánh lớn: Chọn hệ số trượt tương đối Đường kính bánh đai lớn: Chọn theo (bảng 5-1): Số vòng quay thực phút bánh dẫn Tính xác tỷ số truyền theo công thức: Sai số vòng quay so với yêu cầu: Sai số nằm phạm vi cho phép , không cần chọn lại đường kính Xác định khoảng cách trục chiều dài : Chiều dài tối thiểu đai [công thức (5-9)] SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Lấy , tính theo công thức (5-2): Kiểm tra: Tùy theo cách nối đai, thêm vào chiều dài tìm khoảng mm Kiểm nghiệm góc ôm theo công thức (5-3): Điều kiện (5-11) thõa mãn Định tiết diện đai: Chiều dài đai chọn theo tỷ số: Theo bảng 5-2 đai vải cao su.Vậy: Theo bảng 5-3 chọn đai vải cao su loại A có chiều dày Lấy ứng suất căng ban đầu , theo trị số tra bảng 5-5 tìm Các hệ số: (bảng 5-6) (bảng 5-7) (bảng 5-8) (bảng 5-9) Tính chiều rộng b bánh đai theo công thức (5-13): SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Theo bảng 5-4 chọn chiều rộng đai Định chiều chiều rộng B bánh đai (bảng 5-10): Tính lực căng ban đầu công thức (5-16) lực tác dụng lên trục theo công thức (5-17): SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY II GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM (bánh trụ thẳng) Chọn vật liệu làm bánh Do truyền làm việc điều kiện tải trọng rung động nhẹ yêu cầu đặc biệt nên ta chọn vật liệu cho truyền cấp chậm sau: - Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa, ; ;; phôi rèn (giả thiết đường kính phôi mm) - Bánh lớn: thép 35 thường hóa, ;;; phôi rèn (giả thiết đường kính phôi mm) Định ứng suất cho phép Trường hợp truyền làm việc với tải rung động nhẹ nên số chu kỳ làm việc bánh lớn tính theo công thức: Trong đó: Chọn ; - số vòng quay bánh xét; - tổng thời gian làm việc; - số chu kì làm việc sở; Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ: Vì lớn số chu kỳ sở đường cong mỏi tiếp xúc đường cong mỏi uốn nên bánh nhỏ bánh lớn lấy Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ: Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn: Lấy trị số nhỏ để tính toán Ứng suất uốn cho phép: Vì truyền làm việc hai chiều, chịu ứng suất uốn thay đổi theo dấu Do đó: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Lấy hệ số an toàn hệ số tập trung ứng suất chân (phôi rèn thép thường hóa) Giới hạn mỏi thép 45 là: Giới hạn mỏi thép 35 Ứng suất uốn bánh nhỏ: Ứng suất uốn bánh lớn: Sơ chọn hệ số tải trọng: Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: Bộ truyền chịu tải trọng trung bình nên chọn: Xác định sơ khoảng cách trục: Tính vận tốc vòng chọn cấp xác chế tạo bánh răng: Vận tốc vòng: Theo bảng 3-11 Thiết kế chi tiết máy –Nguyễn Trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm, chọn cấp xác cấp Định xác hệ số tải trọng Bộ truyền có khả chạy mòn (HB[...]... rộng bánh răng: Đường kính vòng đỉnh răng: Đường kính vòng chân răng: 12 Tính lực tác dụng lên trục - Đối với bánh nhỏ: Lực vòng : Lực hướng tâm: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến - Bánh lớn: Lực vòng: Lực hướng tâm: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH... tính được vì có rãnh then b Thiết kế trục II: Ta thiết kế trục II với các thông số sau: công suất ; momen xoắn và số vòng quay - Các lực tác dụng lên trục: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến - Khoảng cách giữa các điểm đặt lực: TRỤC II: 51,5 146 C SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C 61,5 D Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn... Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 1 A RAy Fr L1 RBx 2 B Fr1 1 RAx Ft1 RBy 2 L2 L3 Fr1 RBx Oxz RAx Fr 80641,26 Mux 47315,63 RAx Ft1 RAy RBy Oyz Muy 34422,6 T 72185 Hình 1: Sơ đồ đặt lực và biểu đồ momen trục I - Tính phản lực tại các gối trục: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến   -... nên Bánh răng thẳng cấp chính xác 8, HB< 350, tra bảng 3-13 được Do đó, hệ số tải trọng Do hệ số tải trọng sai lệch không nhiều so với dự đoán ban đầu nên giữ lại khoảng cách trục SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 8 Xác định modun, số răng và chiều rộng bánh răng Chọn theo Modun Chọn Số răng bánh nhỏ: Số răng bánh lớn: Chiều rộng bánh... là: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Giới hạn mỏi của thép 35 là Ứng suất uốn của bánh nhỏ: Ứng suất uốn của bánh lớn: 3 Sơ bộ chọn hệ số tải trọng 4 Tính khoảng cách trục: Vì hộp giảm tốc đồng trục nên: 5 Tính hệ số chiều rộng bánh răng Suy ra: 6 Tính vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng Tra bảng 3-11 Chọn cấp chính xác cấp 8... bôi trơn được thõa mãn PHẦN III: THIẾT KẾ TRỤC, THEN, Ổ VÀ KHỚP NỐI A THIẾT KẾ TRỤC 1 Chọn vật liệu: Thép 45 thường hóa, ;; Ứng suất xoắn cho phép , lấy giá trị nhỏ với trục vào và giá trị lớn với trục ra Thiết kế 3 trục với số liệu: - Trục I: ; ; - Trục II: ; ; - Trục III: ; ; 2 Tính sơ bộ trục: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Tính sơ... bền dập và bền cắt của mối ghép được tính theo công thức (9.1) và (9.2) Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 b t2 t1 h d - Xét trục I: Trục I có 2 vị trí lắp then với • Tại mayo bánh đai có đường kính Theo bảng (7-23) ta có: ; ; ; Theo bảng (7-20) ta có: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Theo bảng (7-21) ta có: + Kiểm nghiệm ứng suất... cạnh của chi tiết quay ngoài hộp Chiều cao nắp và đầu bu lông Bề rộng mayơ lắp bánh đai Chiều rộng mayo khớp nối là SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Fr4 Fr1 Ft4 Ft1 Fr O y Ft2 z Ft3 x Fr2 Fr3 3 Tính gần đúng trục a Thiết kế trục I: Trục I là trục nối với động cơ thông qua bộ truyền đai với công suất ; momen xoắn và số vòng quay - Các lực... diện (3-3): - Đường kính tiết diện (4-4): SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến Chọn đường kính tại tiết diện (3-3) là: 42 mm và tại tiết diện (4-4) là: 42 mm, lớn hơn giá trị tính được vì có rãnh then Đường kính ổ lăn lấy d= 35 mm c Thiết kế trục III: Ta thiết kế trục III với các thông số sau: công suất ; momen xoắn và số vòng quay - Các lực... trên khớp nối Tra bảng 16-10a tính toán hệ dẫn động cơ khí tập 2 ta có : - Khoảng cách các điểm đặt lực: TRỤC III: SVTH: Hoàng Công Thái-Nh02-Lớp 12C1C Trang ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY REx E GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 5 REy 6 Fr4 F REx 5 L1 RFy Frkn 6 RFx L3 Ft4 L2 RFx Fr4 Frkn Oxz 302750 10416,87 Mux REy RFy Ft4 Oyz 129088,5 Muy T 831204 Hình 3: Sơ đồ đặt lực và biểu đồ momen trục III - Tính phản lực