Một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Mà cốt lõi trong cơ khí là thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động. Vì vậy hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào trong tính toán thiết kế hệ thống truyền động là yêu cầu cần thiết đối với mỗi sinh viên, kỹ sư cơ khí để góp phần hiện đại hóa đất nước. Thông qua đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học trong các môn như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, …. Giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế các chi tiết máy như thiết kế các bộ truyền, thiết kế trục, chọn then, chọn ổ lăn…. và hiểu hơn về các dung sai kích thước lắp ghép, bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ cơ khí…., từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp của mình sau này.
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI ……… 1.1 Chọn động cơ………………………………………………… 1.2 Phân phối tỷ số truyền………………………………………… 1.3 Bảng đặc trị…………………………………………………… PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN………………… 2.1 Thiết kế truyền đai dẹt…………………………………… .….6 2.1.1 Chọn loại đai………………………………………… ……6 2.1.2 Thông số truyền……………………………………… 2.1.2 Bảng thông số truyền đai dẹt……………… ….9 2.2 Thiết kế truyền bánh ………………………………… 2.2.1 Tính tốn cặp bánh trụ nghiêng……………… .… 2.3 Thiết kế kết cấu trục chọn then…………………………… …15 2.3.1 Chọn vật liệu xác định đường kính sơ 15 2.3.2 Xác định khoảng cách gối đỡ phản lực… ……17 May 31, 2017 SVTH:1PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH 2.3.3 Phân tích lực tách dụng lên truyền 18 2.3.4 Chọn kiểm nghiệm then…………………………… .… 23 2.4 Tính tốn ổ lăn nối trục…………………………………… 23 2.4.1 Chọn nối trục đàn hồi…………………………………… .23 2.4.2 Chọn ổ lăn……………………………………………… .24 2.5 Chọn thân máy chi tiết phụ…………………………… .25 2.5.1 Chọn thân máy………………………………………… …25 2.5.2 Các chi tiết phụ………………………………………… 27 PHẦN 3: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP………………………………… 29 TÀI LIỆ THAM KHẢO………………………………………………… … 31 Lời nói đầu Một cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Mà cốt lõi khí thiết kế phát triển hệ thống truyền động Vì hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào tính tốn thiết kế hệ thống truyền động u cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí để góp phần đại hóa đất nước Thông qua đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp sinh viên hệ thống lại kiến thức học môn Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, … Giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế chi tiết máy thiết May 31, 2017 SVTH:2PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH kế truyền, thiết kế trục, chọn then, chọn ổ lăn… hiểu dung sai kích thước lắp ghép, bổ sung hồn thiện kỹ vẽ khí…., bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế nghề nghiệp sau Nội dung thuyết minh em thiết kế hệ thống dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc cấp truyền đai Hệ dẫn động động điện thông qua truyền đai, hộp giảm tốc khớp nối truyền động đến băng tải Em chân thành cảm ơn thầy cô, đặc biệt thầy Dương Đăng Danh bạn khoa tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, góp ý để em hồn thành đồ án mơn học Lần làm quen với công việc thiết kế, tổng hợp với lượng lớn kiến thức, hiểu biết hạn chế nên thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận thêm nhiều góp ý giúp đỡ từ thầy bạn Sinh viên thực Phạm Trường An PHƯƠNG ÁN: Ia.1 THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ I – Thiết kế trạm dẫn động cho băng tải theo thứ tự sơ đồ truyền động sau: May 31, 2017 SVTH:3PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH Động điện Bộ truyền đai Hộp giảm tốc bánh nghiêng Khớp nối Tang băng tải v II – Các số liệu ban đầu: - Lực kéo băng tải P (N): 6000 - Vận tốc băng tải V (m/s): 0.80 - Đường kính tang D (mm): 250 - Thời hạn phục vụ năm - Sai số cho phép tỉ số truyền i = (2 ÷3)% - Băng tải làm việc chiều, Số ca làm việc ca, tải trọng thay đổi không đáng kể, năm làm việc 300 ngày III Nhiệm vụ: Lập sơ đồ động để thiết kế, tính tốn Một thuyết minh để tính tốn Một vẽ lắp hộp giảm tốc khổ giấy A0 Nộp File điện tử (thuyết minh word vẽ AutoCAD 2007) qua Email cho GVHD trước ngày bảo vệ (Điều kiện bắt buộc để có điểm q trình) PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1Chọn động cơ: May 31, 2017 SVTH:4PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH 1.1.1 Hiệu suất hệ thống: 0,99.0,98.0,96.=0,90 Trong đó: =0,99 hiệu suất khớp nối trục =0,98 hiệu suất hộp =0,96 hiệu suất bánh đai hở =0,99 hiệu suất ổ lăn 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết: = == 1.1.3 Xác định động số vòng quay động cơ: Số vòng quay trục công tác: ==61,11vg/ph Chọn sơ tỷ số truyền hệ thống: =.=4.4=16 với : =4 tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp =4 tỷ số truyền bánh đai hở Số vòng quay sơ : =.=16x61,11=977,76 vg/ph 1.1.4 Chọn động cơ: Động điện phải thỏa mãn: Động 4A132S6Y3 : 1.2 Phân phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền chung hệ truyền dẫn động: May 31, 2017 SVTH:5PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH Tra bảng 3.1 tài liệu [1] ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp khai triển: =4 tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp Tỷ số truyền bánh trụ nghiêng: =(là tỷ số truyền truyền đai) 1.3 Bảng đặc trị 1.3.1 Phân phối công suất trục: == = = 1.3.2 Tính tốn số vòng quay trục: = =64,14 vg/ph 1.3.3 Momen xoắn trục: = Nmm = = ==749754,6 Nmm Bảng đặc tính: Trục Trục động Trục I Trục II Trục Công Tác Thông số U N (vg/ph) P (kW) T (Nmm) 3,925 960 5,31 52823.4 244,58 5,04 196794,5 61,14 4,89 763812,56 61,14 4,8 749754, May 31, 2017 SVTH:6PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH 66 PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền đai dẹt Thông số đầu vào: P=5,31kW, n=960 vg/ph, tỷ số truyền u=3,925 2.1.1 Chọn loại đai Chọn loại đai vải cao su đai vải cao su gồm nhiều lớp có độ bền mòn cao, đàn hồi tốt, bị ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ độ ẩm 2.1.2 Thông số truyền - Định đường kính bánh đai nhỏ theo cơng thức: Chọn đường kính - Tính vận tốc: V= - Đường kính đai lớn: Trong đó: u-tỷ số truyền =0,01÷0,02 hệ số trượt Chọn đường kính theo tiêu chuẩn - Tính tỷ số truyền xác theo cơng thức: = == 3,98 Sai lệch tỷ số truyền: ∆u==0,3 Chọn ổ bi chặn với góc Trục 2; ==0,81>0,3 Chọn ổ bi chặn với góc Tính tốn chọn cỡ ổ lăn Nhằm đề phòng khả chốc rỗ bề mặt nên làm việc khả tải động trước chọn ổ Tải trọng động tính theo cơng thức: Cd=Q=Q Với Q tải trọng quy ước L tuổi thọ m=4 bậc đường cong mỏi Xét tải trọng động quy ước Với ổ bi đỡ đỡ trận ta có cơng thức Q=(X.V.Fr+Yfa)KtKd Kt=1 hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Kd =1.1 tra bảng 11.3 V=1 vòng quay May 31, 2017 SVTH: 24PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH X,Y số tải trọng hướng tâm dọc trục a) Trục Với đoạn lắp ổ lăn trục với d=30mm Tải trọng tác dụng nên ổ Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ B Fr=Fb==3299,1N Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ D Fr=Fb==3559,8N Ta chọn ổ bi cỡ trung 306 d(mm) D(mm) 30 72 b)Trục B(mm) 19 C(kN) 22 C0(kN) 15,1 Với đoạn lắp ổ lăn trục với d=45mm Tải trọng tác dụng nên ổ Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ A Fr=Fb==4877,5N Tải trọng hướng tâm tác dụng nên ổ C Fr=Fb==1556,2N Ta chọn ổ bi cỡ trung 309 d(mm) 45 D(mm) 100 B(mm) 25 C(kN) 37,8 C0(kN) 26,7 2.5 Chọn thân máy chi tiết phụ 2.5.1 Chọn thân máy 2.5.1.1 Yêu cầu May 31, 2017 SVTH: 25PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH - Chọn thân máy vật liệu chọn làm vỏ gang xám GX15-32 - Phương pháp chế tạo đúc - Hộp giảm tốc bao gồm ; thành hộp,gân ,mặt bích gối đỡ - Bề mặt lắp ghép lắp thân cạo mài để lắp khít.khi lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt - Chọn bề mắt lắp thân ;song song với bề mặt đế - Mặt đáy phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng chỗ tháo dầu lõm xuống 2.5.1.2 Xác định kích thước hộp Tên gọi Chiều dày :thân hộp, Nắp hộp, Biểu thức toán Kết 9mm 8,1mm Gân thân cứng: chiều dầy e Chiều cao h Độ dốc e=(0.81) h0.04a+10 (0.70.8) d1 d3=(0.80.9) d2 (0.60.7) d2 (0.50.6) d2 16mm 12mm 10mm 8mm 6mm Măt bích ghép lắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 Chiều dài bích lắp hộp, S4 Bề rộng bích thân, K3 S3=(1.41.8) d3 S4=(0.91) S3 K3=K2-(3 16mm 16mm 30mm Kích thước gối trục: Đường kính nhồi tâm lỗ vít D2, D3 (D đường kính ngồi ổ lăn) D2=D+(1.6x2)d4 D21=52+(1.6x2)8 D22=65+(1.6x2)8 D23=80+(1.6x2)8 D3=D+4.4d4 D31=52+4.4x8 D32=65+4.4x8 D33=80+4.4x8 66mm 86mm 114mm 88mm 108mm 136mm May 31, 2017 SVTH: 26PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ : E2 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) 34mm 19mm 16mm 57mm 62mm 68mm K2 = E2+R2+(3÷5)mm E2 = 1,6.d2 R2 = 1,3.d2 C = D3/2=> C1 = 114/2 C2 = 124/2 C3 = 136/2 chiều cao h Xác định theo kết cấu h=10mm Mặt đế hộp: Chiều dày: khơng có phần lồi S1 Khi có phần lồi :, Dd, S1 S2 Bề rộng mặt đế hộp, K1 q Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp: Giữa đỉnh lớn với đáy hộp Giữa mặt bên bánh với nhau: 22mm S1 = (1,3÷1,5).d1=20,8÷24 Dd xác định theo đường kính dao kht S1 = (1,4÷1,7).d1=22,4÷27,2 S2 = (1÷1,1).d1= 16÷17,6 K1 = 3.d1 qK1+ 2.δ≥63,6 Δ≥(1÷1,2).δ≥10÷12 24mm 16mm 48mm 64mm 10mm Δ1 ≥(3÷5)*δ≥(27÷45) 35mm (phụ thuộc loại hộp giảm tốc lượng dầu bôi trơn hộp) Δ≥ δ 2.5.2 Các chi tiết phụ: 2.5.2.1 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp đƣợc gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tƣơng đối nắp thân sau gia công nhƣ lắp ghép, dùng chốt định vị, xiết bulong khơng làm biến dạng vòng ổ ( sai lệch tƣơng đối nắp thân), loại trừ đƣợc ngun nhân làm ổ chóng bị mòn Ta chọn chốt định bị hình có thơng số sau: May 31, 2017 SVTH: 27PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH d c l 42 2.5.2.2 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng nên để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên ngồi hộp giảm tốc, người ta dùng nút thơng hơi, nút thông lắp lắp cửa thăm A M27x B C D E G H I K L M N O P 2 Q R S 2.5.2.3 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn hộp bị bẩn biến phải thay dầu mới.để lấy dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu làm việc lỗ bịt kín nút tháo dầu d M20x b 15 m f L 28 c 2.5 q 17.8 D 30 S 22 D0 25.4 2.5.2.4 Cửa thăm Để kiểm tra quan sát cá chi tiết máy hộp lắp ghép đổ dầu vào hộp đỉnh hộp có làm cửa thăm cửa thăm đẩy nắp Trên nắp có nút thơng Kích thước chọn theo bẳng 18.5 A B (mm) (mm ) 150 100 A1 (mm ) 190 B1 (mm) 140 C (mm ) 175 K R (mm) (mm ) 120 12 VÍT M8x2 Số lượng vít 2.5.2.6 Que thông dầu May 31, 2017 SVTH: 28PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH Dùng để kiểm tra dầu hộp giảm tốc 2.5.2.7 Vòng phớt Vòng phớt loại lót kín động gián tiếp nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn gỉ Ngồi ra, vòng phớt để đề phòng dầu chảy ngồi Vòng phớt đƣợc dùng rộng rãi kết cấu đơn giản, dễ thay thế, nhƣợc điểm chóng mòn ma sát lớn bề mặt trục có độ nhám cao 2.5.2.7 Vòng chắn dầu Khơng cho dầu hộp giảm tốc bắn vào ổ bi có tác dụng ngăn cách cố định ổ bi với bánh PHẦN III :CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Dung sai lắp ghép ổ lăn: 3.1 Dung sai lắp ghép ổ lăn Khi lắp ổ lăn cần lưu ý: - Lắp vòng lên trục theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục - Để vòng ổ khơng trơn trƣợt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vòng quay May 31, 2017 SVTH: 29PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH - Đối với vòng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Vì lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 3.2 Dung sai lắp ghép bánh trục Bánh lắp trục chịu tải vừa, tải trọng thay đổi, va đập nhẹ, ta chọn kiều lắp H7/k6 3.3 Dung sai lắp ghép nắp ổ thân hộp Để dề dàng cho việc tháo lắp điều chỉnh, ta chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 3.4 Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu trục Ta chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho việc tháo lắp 3.5 Dung sai lắp chốt định vị Để đảm bảo độ đồng tâm không bị sút, ta chọn kiểu lắp chặt P7/h6 3.6 Dung sai lắp ghép then Theo chiểu rộng, chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc Js9 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: Chi tiết Kích thướ c Bánh 35 Bánh 50 Kiểu lắp ES ( EI ( es ( ei ( Nmax Smax H7/k H7/k +25 +18 +2 18 23 +25 +18 +2 18 23 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn: Mối ghép ES( +30 +30 EI ( es( +15 +15 ei( +2 +2 0 May 31, 2017 SVTH: 30PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, tập 1, Nhà xuất giáo dục [2] Trịnh Chất- Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, tập 2, Nhà xuất giáo dục [3] Nguyễn Hữu Lộc: Cơ sở thiết kế máy, Nhà xuất Đại học Quốc Qia Tp.HCM [4] Nguyễn Hữu Lộc: Bài tập chi tiết máy, Nhà xuất Đại học Quốc Qia Tp.HCM [5] Trần Hữu Quế: Vẽ kỹ thuật khí, tập Nhà xuất giáo dục [6] Ninh Đức Tốn: Dung sai lắp ghép, Nhà xuất giáo dục May 31, 2017 SVTH: 31PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH May 31, 2017 SVTH: 32PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ... PHƯƠNG ÁN: Ia.1 THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ I – Thiết kế trạm dẫn động cho băng tải theo thứ tự sơ đồ truyền động sau: May 31, 2017 SVTH:3PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY... MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH Fa1 Fr1 Ft1 Fr2 Fa2 Ft2 2.3.3.1 Trục I May 31, 2017 SVTH: 19PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG... 31, 2017 SVTH:6PHẠM TRƯỜNG AN MSSV: 1511040077 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH 66 PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền đai dẹt Thông số đầu vào: P=5,31kW,