Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y thiÕt kÕ hƯ dÉn động băng tải Số liệu cho trớc : 1.Lực kéo băng tải F = 8500 N 2.Vận tốc băng tải v = 0,85 m/s 3.§êng kÝnh tang D = 400 mm 4.Thêi gian phôc vô I h = 16500 h 5.Góc nghiêng đờng nối tâm truyền 300 7.Đặc tính làm việc : êm lng thit k 01 vẽ phần mền autocad 01 vẽ chế tạo chi tiết bánh số 01 thuyết minh SINH VIÊN THIẾT KẾ : NGUYỄN VĂN LƯỢNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN TIỀN PHONG Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nhận xét giáo viên Giáo viên híng dÉn : Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc hiƯn : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên Lời nói đầu Môn học chi tiết máy đóng vai trò quan trọng chơng trình đào tạo kỹ s cán kỹ thuật nghiên cứu cấu tạo ,nguyên lý làm việc phơng pháp tính toán thiết kế chi tiết, thiết bị phục vụ cho máy móc ngành công _ nông nghiệp giao thông vận tải Đồ án môn học chi tiết máy có kết hợp chặt chẽ lÝ thut víi thùc nghiƯm LÝ thut tÝnh to¸n c¸c chi tiết máy đợc xây dựng sở kiến thức toán học ,vật lí ,cơ học lí thuyết ,nguyên lý máy ,sức bền vật liệu v.v,đợc chứng minh vµ hoµn thiƯn qua thÝ nghiƯm vµ thùc tiƠn sản xuất Đồ án môn học chi tiết máy đồ án có tầm quan trọng sinh viên khoa khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức cấu tạo, nguyên lý làm việc phơng pháp tính toán thiết kế chi tiết có công dụng chung ,nhằm bồi dỡng cho sinh viên khả giải vấn đề tính toán thiết kế chi tiết máy ,làm sở để vận dụng vào việc thiết kế máy sau Đợc giúp đỡ hớng dẫn tận tình thầy Nguyễn Tiền Phong với cán giảng dạy thuộc môn chi tiết máy , đến đồ án môn học em hoàn thành Tuy Giáo viên hớng dẫn : Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc hiƯn : Ngun Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em mong đợc bảo thầy góp ý bạn Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tiền Phong giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hng yên , ngày 12/04/2006 Sinh viên : Nguyễn văn lợng Lớp : CKK4Lc Phần I Chọn động phân phối tỷ số truyền I Chọn động 1) Xác định công suất động cơ: chọn động đợc tiến hành theo bớc co sau + xác định công suất cần thiết động + xác định sơ số vòng quay sơ động + dựa vào công suất số vòng quay đồng kết hợp với yêu cầu tảI , phơng pháp mở máy phơng pháp lắp đặt động để chọn kích thớc động phù hợp + công suất động đợc xác định theo công thức Pct= - - pt Trong : + pt : công suất cần thiết trục động + : hiệu suất truền động Theo công thức (2-9)[1] (tính toán thiết kế hệ đẫn động ) Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên = k η ol4 η d η br - + tra b¶ng [2-3][1] + η k = 0.99 + ηol = 0,99 + br = 0,98 trụ + d = 0,95 thay số vào ta có ta đợc : hiệu suất nối trục đàn hồi : hiệu suất cặp ổ lăn : hiệu suất bé trun b¸nh hiƯu st cđa bé trun η = η k η ol4 η d η br = 0,99.0,994.0,982.0,95 = 0,868 - TÝnh pt : Pt = plv = Trong đó: Plv : công suất làm viƯc trªn trơc tang : + F = 8500N : Lực kéo băng tải + v = 0,85m/s : Vận tốc băng tải + Vậy: Pt = Plv = - - F v 8500.0,85 = = 7,225(kW ) 1000 1000 công suất cần thiết là: pct = - F v (kW ) 1000 7,225 pt = 8,324(kw) = 0,868 chọn số vòng quay sơ + tính tØ sè trun chung cho toµn bé hƯ thèng theo (2-15) Ut = uđ.uh + Trong uđvà uh tra theo bảng + uđ tỉ số truyền truyền ®ai thang u® = + uh tØ sè truyÒn hép gi¶m tèc hai cÊp uh = 23 + thay số vào ta có Ut = uđ.uh = 23.3 =69 số vòng quay trục máy tính theo c«ng thøc (2-16) [1] nlv = 60000.v : πD Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên 2) Xác định sơ số vòng quay đồng động điện: số vòng quay trục máy tính theo công thức (2-16) [1] nlv = 60000.v : πD Trong ®ã : + V : vận tốc băng tảI V =0,85 + D : đờng kính tang tảI D =400 - Vây thay vµo ta cã nlv = − 60000.0,85 60000.v = 40,6 = 41 = 3,14.400 D Số vòng quay sơ động điện đợc tính theo công thức: n sb = nlv u t − n sb = nlv u t = 41 × 69 ≈ 2829 (v/ph) 3) Chọn động cơ: Chọn động thoả mãn điều kiÖn: − Pdc ≥ Pyc ; − − Tmm = 1,4 : hệ số tải T1 Từ kết tính đợc: + Pct = 8,324 kW + nsb = 2829 v/ph Tra bảng P1.3 phụ luc ta chọn động 4A132M2Y3 Động có thông số kỹ thuËt sau: = = = = 11 2900 0,9 88 Tk Tdn = 1,6 > K = 1,4 n®c = 2907 v/ph Pct n db cos ϕ η% TK ≥K Tdn Trong ®ã: K= − ndc ≈ nsb ; (kW) (v/ph) Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên II Phân phối tû sè trun 1) Ph©n phèi tû sè trun: Tõ c«ng thøc: − n dc nlv n 2907 u c = dc = = 70,9 nlv 41 uc = ∆u = u c − u ób 100 uc ∆u = 70,9 − 69 100 = 2,6% < 4% 70,9 Th¶o mãn điều kiện Và ta có Uh = − − − − 70,9 = 23,6 Ph©n hộp giảm tốc thành cấp với: Cấp nhanh : tû sè truyÒn u1 + CÊp chËm : tû sè truyÒn u2 + u h = u1 u VËy: để đạt đồng thời ba tiêu khối lợng nhỏ , mô men quán tính thu gọn nhất, thể tích bánh lớn nhúng vào dầu ta chon ph©n phèi tØ sè trun nh sau tØ sè truyền đợc chọn theo bảng (3-1)[1] với uh = 23,6 ta chän − u2 = 3,5 u1 = 2) − − u h 23,6 = ≈ 6,74 u2 3,5 TÝnh toán thông số hộp giảm tốc: Tốc độ quay trục động cơ: ndc = 2907 (vòng/phút) Tốc độ quay trục I (trục gắn bánh đai với HGT): Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên n1 = − n dc 2907 = = 969 (v/ph) ud Tốc độ quay trục II (trục gắn bánh trung gian): n2 = − n1 969 = = 144 (v/ph) u1 6,74 Tốc độ quay trục III là: n3 = n 144 = = 41 (v/ph) u 3,5 - xác định công suất trục : Công suất tác dụng lên trục III: P3 = Công suất tác dụng lên trục II: P2 = − Plv 7,225 = = 7,37(kW ) η k η ol 0,99.0,98 P3 7,37 = = 7,596(kW ) η br ol 0,99.0,98 Công suất tác dụng lên trục I: − P1 = P2 7,596 = = 7,83( kW ) br ol 0,99.0,98 Mômen soắn trục : Mômen tác dụng lên trục I: T1 = Mômen tác dụng lên trục II: T1 = − 9,55.10 p1 7,83 = 9,55.10 = 77168,7 N / mm n1 969 9,55.10 p 7,596 = 9,55.10 = 503762,5 N / mm n2 144 Mômen tác dụng lên trục III: 9,55.10 p3 7,37 T1 = = 9,55.10 = 1716670,73 N / mm n3 41 Mômen tác dụng lên trục động cơ: Tdc = 9,55.10 p dc 8,324 = 9,55.10 = 27345,78 N / mm ndc 2907 Giáo viên hớng dÉn : Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc hiƯn : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên Lập bảng Trục Tỷ số truyền Công suất (kW) Số vòng quay (v/ph) Mômen (Nmm) Động I uđ=3 II u1 = 6,74 8,324 7,83 2907 969 27345,78 77168,7 III u2= 3,5 7,596 7,37 144 41 503762, 1716670, 73 Phần II tính toán thiết kế chi tiết máy 1.Truyền động đai thang : - Thiết kế truyền đai gồm bớc nh sau + C họn loại đai + sác định kích thớc thông số truyền + xác định thông số đai theo tiêu khả kéo đai tuổi thọ + xác định lực căng đai lực tác dụng lên trục 1.1 chọn tiết diện đaivà loại đai có ba loại đai thang , đai thang thờng, đai thang hẹp, va đai thang rộng dựa vào điều kiện đầu công dụng đai ta chọn loại đai đai thang thờng có tảI phân bố tơng đối vận tốc < 25m/s công suất ®Õn 7,8 (kw) ®ã ta chän ®ai thang thêng 1.2 xác định thông số truyền Giáo viªn híng dÉn : Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc : Nguyễn Văn Lợng Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên a Đờng kính bánh đai nhỏ đờng kính bánh đai nhỏ nh ta chọn đờng kính nằm khoảng (140 280) ta chọn 224 (mm) Vậy từ đờng kính bánh đai ta sác định vận tốc đai theo công thức v= - n1 d1Π = 11,36m / s 60000 từ d1 ta tìm đợc công theo công thức (4-2)[1] d2 = - d 1u 1− ε Trong ®ã : U: tØ sè trun ®ai ud=3 ε : hƯ sè trỵt ε = 0,01- 0,02 - d2 = VËy d 1u 224.3 = = 692,8(mm) − ε − 0,02 - Chọn đờng kính tiêu chuẩn theo bảng (4.21)[1] ta lÊy d2 = 710(mm) - TÝnh l¹i tØ sè truyÒn thùc tÕ ut = - d2 710 = = 3,106 (1 − ε )d1 (1 − 0,02).224 ta cã sai sè ∆u = ut − u ut = 3,106 − 3,106 = 3,5% < 4% VËy sai số nằm phạm vi cho phép b khoảng cách trục a - chọn theo bảng (4.14) dựa vào tỉ số truyền u đờng kính d2 Theo ta có u =3 ta chọn đợc a/d2 =1 a =710 mm a phảI thoả mãn 0,55(d1+d2)+ h ≤ a ≤ ( d1+ d2) 527,2 ≤ a ≤ 1868 VËy lÊy a = 710 (mm) lµ thảo mãn Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng 10 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên Qt = 10,318 (KN) < 101 (KN) + gèi 1: Qt = X0 Fr31 + Y0.Fa31 (11-19) Qt = 0,5 14346,3 + 0,85 4805 = 11257,4 Qt = Fr31 = 14346,3 N = 14,3463 KN VËy lÊy Qt = 14346,3 N = 14,3463KN Ta thÊy Qt = 14,3463 KN < C0 = 33,4 KN - Vậy khả tảI tĩnh đợc đảm bảo Phần V thiết kế vỏ hộp giảm tốc BôI trơn điều chỉnh ăn khớp I.thiêt kế vỏ hộp - tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ - hộp giảm tốc bao gồm , thành hộp , nẹp gân, mặt bích gối đỡ Chọn vật liệu vỏ hộp gang xám GX15- 32 A chọn bề mặt gép lắp thân - bề mặt ghép vỏ hộp ( phần vỏ lắp phần dới thân) thờng đI qua đờng tâm trục nhờ việc lắp ghép chi tiết nh bánh bạc ổ không phụ thuộc vào trục sau chi tiết đợc đặt vào vỏ hộp B xác định kích thớc vỏ hộp - Hình dáng lắp thân chủ yếu đợc xác định số lợng kích thớc bánh vị trí mặt ghép phân bố trục hộp đồng thời phụ thuộc vào tiêu kinh tế độ bền độ cứng Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng 61 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên - vỏ hộp giảm tốc mặt phẳng tạo thành mặt trụ tạo thành mặt phẳng thuận tiện làm khuôn mẫu nhng làm tăng khuôn khổ kích thớc trọng lợng vỏ hộp Vậy ta có kích thớc vỏ hộp đợc tính theo công thức bảng (18-1) nh sau Chọn vỏ hộp giảm tốc vỏ đúc ta có chiều dày thân hộp - δ = 0,03.a + > mm ë a lấy khoảng cách hai trục lớn h¬n a = 246 mm vËy suy δ = 0,03.246 + = 10,38 mm chiều dầy lắp hộp δ ta cã δ = 0,9 δ vËy suy δ = 0,9.10,38 = 9,34mm + chiÒu dày tăng cứng e e = ( 0,8 ) δ = 0,9 δ = ( 0,8 - - 1) 10,38 = ( 8,3 –10,38 ) ta lÊy e = 10 + chiÒu cao h h < 58 mm ta lấy + độ dốc khoảng 20 - h = 56mm đờng kính + bu lông lền d1 d1> 0,04 a > 12 mm ⇒ d1> 0,04 246 19,84 > 12 mm vËy lÊy d1 = mm + bu lông cạnh ổ d2 0,8 ) 20 = d2 = ( 0,7 –0,8 ) d1 = ( 0,7 – (14 – 16) lÊy d = 15mm Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng 62 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên + bu lông ghép bích lắp thân d3 d3 = ( 0,8 –0,9 ) d1 = (0,8 - - 0,9 ) 15 = ( 12 –13,5 ) lÊy d3 = 13 mm + vÝt gÐp l¾p ỉ d4 = ( 0,6 - 0,7 ) d2 = ( 0,6 –0,7 ) 15 = ( – 10,5 ) ta lÊy d4 = 10 + vít gép lắp thăm d5 = ( 0,5 - 0,6) d2 = ( 0,5 - 0,6 ) 15 = ( 7,5 - ) lÊy d5 = - mỈt bÝch ghÐp lắp thân + chiều dầy bích thân hộp s3 S3 = ( 1,4 – 1,8 ) d3 = ( 1,4 – 1,8 ) 13 = ( 18,2 23,4 ) lÊy S3 = 20 mm + chiÒu dÊy bÝch l¾p hép S4 = ( 0,9 – )S3 = ( 0,9 - 1) 20 = ( 18 - 20 ) lÊy S4 = 19 mm + bề rộng bích lắp thân K3 = K2 ( -5)mm Trong ®ã K2 = E2 + R2 + (35) mm Mà ta lại có E2 = 1,6 d2 = 1,6 15 = 24 mm R2 = 1,3.d2 = 1,3.15 = 19,5mm Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng 63 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yªn VËy ⇒ K2 = 24+ 19,5 + (3—5) = 47,5 mm VËy K3 = 47, – ( –5) = 42,5 – 44 ,5 mm - kÝch thíc gối trục + đờng kính tâm lỗ vít D2 - đối vơí trục I D2 = D + ( 1,6 -2) d4 =62 + ( 1,6 -2) 10 = 62 + ( 16 –2 0) = (78—82) vËy ta lÊy D2 = 80mm - ®èi víi trơc II D3 = D+ 4,4 d4 = 85 + 4,4.10 = 129 mm D2 = 85 + (1,6 2) d4 = (101 -105 ) mm - ®èi víi trơc III D3 = D + 4,4.d4 = 125 + 4,4.10 = 169 mm D2 = D+ ( 1,6 –2 ).d4 = 125 + ( 1,6 -2).10 = ( 141— 145 ) mm Chiều cao h xác định phụ thuộc tâm lỗ bu lông kích thớc mặt trụ - mặt đế hộp Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực : Nguyễn Văn Lợng 64 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên + chiều dầy phần nồi S1 S1 = ( 1,3 -1,5 ).d1= ( 1,3—1,5) 20 = ( 28 34)mm S2 = ( -1,1 ) d1 = (20 -22) mm - rộng mặt đế hộp K1 vµ q K1 ≈ 3.d1 = 3.20 = 60 mm q ≥ K1 +20 = 60 + 2.10,38 = 80,38 mm - khe hở chi tiết + bánh thành hộp (1 –1,2 ) δ = ( 20 –24 ) mm + đỉnh bánh lớn đáy hộp ≥ ( – ) δ = ( 100) Phụ thuộc vào loại hộp giảm tốc lợng dầu bôI trơn hộp + mặt bên cạnh bánh với 10,38 mm + Số lợng bu lông Z = ( l+B )/ (200 300) Trong L B chiỊu dµi vµ chiỊu déng cđa hép VËy Z = ( l + B )/ (200—300) = bu l«ng + Kết cấu gối đỡ lòng hộp hộp giảm tốc đồng trục cần thiết kế gối đỡ trơc lßng hép C : mét sè kÕt cÊu liên quanđến cấu tạo vỏ hộp + bu lông vòng móc vòng để nâng vận chuyển hộp giảm tốc ( gia công lắp ghép) lắp thân thờng lắp thêm bu lông vòng móc vòng kích thớc bu lông vòng đợc chọn theo khối lợng hộp giảm tốc Chọn vật liệu thép 25 Trọng lợng hộp giảm tốc đợc xác định theo khoảng cách trục a tra theo bảng (18-3b) ta đợc trọng lợng Q = 540 kg Giáo viªn híng dÉn : Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc : Nguyễn Văn Lợng 65 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên - Với khối lợng nh vËy tra theo b¶ng (18-3a) ta cã kÝch thíc cđa bu lông vòng nh sau Ren M16 ; d1 = 36 ; d2 = 35 ; d3 = 14; d4 = 35 ; d5 = 22 h = 30; h1 = 12 ; h2 = 8; l ≥ 32 ; f = ; X = ; r =2 r1=6 ; r2 = + chốt định vị mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đờng tâm trục lỗ trụ (đờng kính D) lắp ổ lắp thân hộp đợc gia công đồng thời để đảm bảo vị trí tơng quan nắp thân hộp trớc sau gia công nh lắp ghép, dùng hai chốt định vị nhờ có chốt định vị xiết bu lông không làm biến dạng vòng ổ loại trừ đợc nguyên nhân làm hỏng ổ nhanh chóng Chốt định vị chốt trụ chốt côn chốt lắp vào lỗ không thủng Ta chọn chốt trụ để rễ gia công lắp ổ kích thớc tra theo bảng ( 18- 4a) ta cã kÝch thíc nh sau d = 10 ; c = 1,6 ; l =5 Của thăm: để kiểm tra, quan sát chi tíêt máy hộp lắp ghép dỏ dầu vào hộp đỉnh hộp ta làm cửa thăm thăm đợc đậy lắp lắp có lắp thêm nút thông hơI, kích thớc cửa thăm chọn theo bảng (1850 theo kết cấu hộp Ta chọn lắp cửa thăm với kÝch thíc nh sau A = 150 ; B = 100; A1 = 190 ; B1 = 140; C = 175 ; k = 120 R = 12 ; M8x22 số lợng + Nút thông hơI Khi làm việc nhiệt độ lò tăng nên để giảm áp suất điều hoà không khí bên bên hộp ngời ta dùng nút thông chọn nút thông hơI có kích thớc nh sau Giáo viên híng dÉn : Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc hiƯn : Nguyễn Văn Lợng 66 Đồ án chi tiêt máy Trờng ĐHSPKT Hng Yên - A M 27x2 ; B = 15; C = 30; D = 15; E = 45; G = 36 ; R= 36 + nót th¸o dầu sau thời gian làm việc dầu bôI trơn hộp giảm tốc bửn, bụi bị biến chất cần phảI thay dầu mới, để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu lúc làm việc nút đợc bịt kín nút tháo dầu kích thớc nút tháo dầu đợc tra theo bảng (18-70 ) ta chän nót th¸o cã kÝch thíc nh sau D = M30x2 ; b= 20 ; m=14 ; f =4 ; L=38 ; C = ; q = 30 ; D = 48 S = 32; D0 = 36,9 D: kiĨm tra møc dÇu + vËn tèc bánh =2,6