Đồ án môn học đề tài Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí được nghiên cứu với các nội dung: Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền , tính toán bộ truyền đai, tính bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc, tính thiết kế trục, tính toán chọn ổ lăn, then, khớp nối, các chi tiết khác và bôi trơn trong hộp giảm tốc, thiết kế vỏ hộp giảm tốc.
Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành Mục Lục Nội Dung Lời nói đầu Tr Phần 1: Chọn Động Cơ Điện Phân Phối Tỉ Số Truyền 1.1 - Chọn Động Cơ 1.2 - Phân phối tỉ số truyền 1.3 - Xác định công suất, số vịng quay mơ men xoắn trục Phần 2: Tính Tốn Bộ Truyền Đai 2.1 - Chọn loại xích 2.2 - Tính đường kính bánh đai 2.3 - Xác định khoảng cách trục 2.4 - Tính số đai 2.5 - Các thơng số bánh đai 2.6 - Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 2.7 - Tổng kết thông số truyền đai Chương 3: Tính Bộ Truyền Bánh Răng Trong Hộp Giảm Tốc A - Tính tốn cấp nhanh 3.1 - Chọn vật liệu 3.2 - Xác định ứng suất tiếp xúc ứng suất uấn cho phép 3.3 - Xác định sơ khoảng cách trục 3.4 - Xác định thông số ăn khớp 3.5 - Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 3.6 - Kiểm nghiệm độ bền uốn 3.7 - Kiểm nghiêm tải B - Tính Tốn Cấp Chậm 3.1 - Chọn vật liệu 3.2 - Xác định ứng suất tiếp xúc ứng suất uấn cho phép 3.3 - Xác định sơ khoảng cách trục 3.4 - Xác định thông số ăn khớp 3.5 - Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 3.6 - Kiểm nghiệm độ bền uốn 3.7 - Kiểm nghiêm tải Phần 4: Tính Thiết Kế Trục 4.1 - Chọn vật liệu 4.2 - Xác định sơ đường kính trục 4.3 - Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 4.4 - Sơ đồ đặt lực chung SVTH: Trần Minh Vương Page 1 4 3 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành 4.5 - Tính phản gối đỡ vẽ biểu đồ mô men 4.6 - Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 4.7 - Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Phần 5: Tính tốn chọn ổ lăn, then, khớp nối, chi tiết khác bôi trơn hộp giảm tốc A - Tính tốn chọn ổ lăn - Chọn ổ lăn cho trục I 1.1 - Chọn loại ổ lăn 1.2 - Chọn sơ kích thước ổ 1.3 - Kiểm tra khả tải làm việc - Chọn ổ lăn cho trục II 2.1 - Chọn loại ổ lăn 2.2 - Chọn sơ kích thước ổ 2.3 - Kiểm tra khả tải làm việc - Chọn ổ lăn cho trục III 3.1 - Chọn loại ổ lăn 3.2 - Chọn sơ kích thước ổ 3.3 - Kiểm tra khả tải làm việc B - Tính Tốn Chọn Then - Xét trục I - Xét trục II - Xét Trục III C - Tính Các Chi Tiết Phụ Và Bơi Trơn Trong Hộp Giảm Tốc - Các Chi Tiết Liên Quan Đến Cấu Tạo Vỏ Hộp - Bôi trơn hộp giảm tốc 2.1 - Bôi trơn hộp giảm tốc 2.2 - Bôi trơn ổ lăn 2.3 - Lắp bánh lên trục điều chỉnh ăn khớp 5 Phần – Thiết kế vỏ hộp giảm tốc - Thiết kế vỏ hộp giảm tốc - Bảng thống kê kiểu lắp ghép Tài Liệu Tham Khảo SVTH: Trần Minh Vương Page 2 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành SVTH: Trần Minh Vương Page 3 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành Lời nói đầu Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển mạnh, mang lại nhiều lợi ích cho con người. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hồ nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là nước cơng nghiệp hố hiện đại hố Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trị quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị cơng cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chun mơn cao, đồng thời phải đáp ứng được các u cầu của cơng nghệ tiên tiến, cơng nghệ tự động hố theo dây truyền trong sản xuất Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung khơng thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí đặc biệt là đối với kỹ sư nghành chế tạo máy. Đồ án mơn học Chi Tiết Máy là mơn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hố lại các kiến thức của các mơm học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phơi, Vẽ kỹ thuật Qua đồ án này em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chun mơn, giúp em hiểu rõ hơn những cơng việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết cịn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cơ giáo trong khoa để giúp em được hồn thiện hơn Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Xn Hành đã giúp em hồn thành đồ án này Hà Nội, ngày 16 tháng 11 năm 2015 Sinh viên thực hiện Tr ần Minh V ương SVTH: Trần Minh Vương Page 4 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 49: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1. Động cơ 2. Khớp nối 3. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền đai 5. Tang tải Lực chịu tải F 9600 N Vận tốc tang tải V 0.2 m/s Đường kính tang tải D 350 mm Thời gian phục vụ L Năm Thời gian làm việc t1 t1 h Thời gian làm việc t2 t2 h Chu kỳ làm việc tck h Momen xoắn ở t1 T1 T1 Momen xoắn ở t2 T2 0,6 T1 SVTH: Trần Minh Vương Page 5 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành SVTH: Trần Minh Vương Page 6 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động cơ điện 1.1.1 Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ Pct= (kW) Trong đó Pct : Cơng suất cần thiết trên trục động cơ (kW) Pt : Cơng suất làm việc của động cơ (kW) = 1,92 (kW) Hiệu suất của bộ truyền: (1) Tra bảng 2.319[1] ta có: Hiệu suất của một cặp ổ lăn : = 0,99 Hiệu suất của bộ đai : 0,95 Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ : 0,97 Hiệu suất của khớp nối: = 0,99 Thay số vào (1) ta có: = 0,994.0,99.0,95.0,972. = 0,85 * * Vì tải trọng thay đổi theo thời gian. Cho nên khi tính tốn chọn động cơ ta sẽ sử dụng tải cố định tương đương với chế độ thay đổi của tải làm việc . Từ cơng thức 2.12 và 2.14[1]ta có: 1,53 (kW) Vậy cơng suất u cầu trên trục động cơ là : 1.1.2 Xác định số vịng quay của động cơ Tính vịng quay sơ bộ : nsb = nlv.ut Trong đó : nlv số vịng quay của trục cơng tác nlv = ut tỉ số truyền của tồn bộ hệ thống dẫn động SVTH: Trần Minh Vương Page 7 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành ut = uh . ud Tra bảng 2.421[1] ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của: Truyền động đai: 4 Truyền động bánh răng trụ: ubr = 30 (hộp giảm tốc 2 cấp) Thay số vào ta có: ut = uh . ud =4.30 = 120 Suy ra : nsb = nlv.ut = 10,9 . 120 = 1309 (v/ph) 1.1.3 Chọn động cơ Từ Pct = 1,8 (kW) & nsb = 1309 (v/ph) Tra bảng phụ lục P1.3238[1] ta có động cơ điện Kiểu động cơ Pđc (KW) 4AX90L4Y3 2,2 1420 cosφ 0,83 1.1.4 Kiểm tra động cơ Động cơ được chọn thỏa mãn: Có mơmen mở máy thỏa mãn điều kiện: = 2 > = 1,4 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tỉ số truyền của hệ dẫn động Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động ut = uh.ud Chọn sơ bộ ud = 4 Ta có: uh = u1.u2 Trong đó: u1 là tỉ số truyền của cấp nhanh SVTH: Trần Minh Vương Page 8 đc ɳ 80 k 2,2 dn (T /T ) 2,0 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành u2 là tỉ số truyền cảu cấp chậm Theo bảng 3.143[1], ứng với uh = 30 HGT khai triển ta có tỉ số truyền cho các cấp bánh răng: u1 = 7,96 và u2 = 3,77 Tính lại giá trị của ud theo u1 và u2 trong hộp giảm tốc Vậy: uh = 30; u1 = 7,96; u2 = 3,77 và ud = 4,33 1.3 – Tính các thơng số trên trục 1.3.1 Cơng suất trên các trục Cơng suất trên trục cơng tác Pt = 1,53 (kW) Cơng suất trên trục III Cơng suất trên trục II Cơng suất trên trục I Cơng suất trên trục động cơ 1.3.2 Số vịng quay Số vịng quay trên trục động cơ: nđc = 1420 (vg/ph) Số vịng quay trên trục I: Số vịng quay trên trục II: Số vịng quay trên trục III: Số vịng quay trên trục IV: SVTH: Trần Minh Vương Page 9 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành 1.3.3 Mômen xoắn trên các trục Mômen xoắn thực trên trục động cơ là : Mômen xoắn trên trục I là : Mômen xoắn trên trục II là : Mômen xoắn trên trục III là : Mômen xoắn trên trục IV là : 1.3.4 Bảng thông số động học Trục Động cơ I II III ukn= 1 u1 =7,96 u2 =3,77 Ud =4,33 1,8 1,77 1,7 1,63 1,53 1420 1420 178,4 47,3 10,9 12105,6 11903,9 91003,4 329101,5 1338049,4 IV Thông số u P (v/ph) n (kW) T (N.mm) SVTH: Trần Minh Vương Page 10 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xn Hành Tải trọng quy ước QA = X.V.FrA .kt.kđ = 1.1.439,67.1.1,2 = 527,604 N QD = X.V.FrD .kt.kđ = 1.1.323,04.1.1,2 = 387,648 N Chọn Q = QD để tính tốn vì QA > QB khi đó tải trọng tương đương là: Tuổi thọ của ổ lăn được tính bằng triệu vịng quayvnhư sau: L = Lh.n1.60.106 = 46720.1420. 60. 106 = 3980 (triệu vòng) Ta thấy Cd Q0 Do Q1 = 0,44 kN 15,6. Vậy chọn d1 = M16 Bulơng cạnh ổ: d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = (11,2 ÷ 12,8). Chọn d2 = M12 Bulơng ghép bích nắp và thân: d3 = (0,8 0,9).d2 = (9,6 10,8). Chọn d3 = M10 Vít ghép lắp ổ: d4 = (0,6 0,7).d2 = (7,2 8,4). Chọn d4 = M8 Vít ghép lắp cửa thăm: d5 = (0,5 0,6).d2 =(6 7,2). Chọn d5 = M6 Kích thước gối trục Đường kính ngồi và tâm lỗ vít: D3, D2 định theo kích thước nắp ổ Bề rộng mặt ghép bulơng cạnh ổ: K2 = E2 + R2 + (3 5). Chọn K2 = 40mm Tâm lỗ bulơng cạnh ổ: E2= 1,6.d2 = 1,6.12 = 19,2mm. Chọn E2 = 20 (khơng kể chiều dày thành hộp) R2 = 1,3.d2 = 1,3.12 = 15,6mm. Chọn R2 = 16mm SVTH: Trần Minh Vương Page 63 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xn Hành Khoảng cách từ tâm bulơng đến mép lỗ: k 1,2.d2 = 14,4. Lấy k = 20 mm Chiều cao h: phụ thuộc tâm lỗ bulơng và kích thước mặt tựa Mặt bích ghép nắp và thân Chiều dày bích thân hộp: S3 = (1,4 1,8).d3 = (14 18). Chọn S3 = 16mm Chiều dày bích nắp hộp: S4 = ( 0,9 1).S3 = (14,4 16). Chọn S4 = 15 mm Bề rộng bích nắp hộp: K3 = K2 – ( 3 5 ) mm = 40 – 4 = 36mm Mặt đế hộp Chiều dày khi khơng có phần lồi: S1 = (1,3 1,5) d1 = (22,1 25,5). Chọn S1 = 28 mm Khi có phần lồi: S1 = (1,4 1,7) d1 = (22,4 27,2). Chọn S1 = 25mm S2 = (1 1,1) d1 = (16 17,6). Chọn S2 = 17mm Bề rộng mặt đế hộp: K1 3.d1 = 3.16 = 48mm q = K1 + 2 = 48 + 2.10 = 68mm. Lấy q = 68mm Khe hở giữa các chi tiết Giữa bánh răng với thành trong hộp: (1 1,2) = (10 12). Chọn = 10mm Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp: 1 (3 5) = (30 50). Chọn 1 = 30mm Giữa mặt bên các bánh răng với nhau: 2 = 10mm . Lấy = 10mm Số lượng bulông nền Z Z = ( L + B )/( 200 300) = (640 + 360)/200 = 5. Chọn Z = 6 2 Bảng thống kê các kiểu lắp ghép sử dụng Vị trí Trục Trục Ơ lăn Trục Bánh Ơ lăn Vỏ Hộp Chắn mỡ Kiểu lắp H7/k6 k6 H7 F8/k6 Trục Vòng phớt Vỏ hộp Nắp ổ lăn D11/k6 H7/d11 Cụ thể trên các trục như sau: Trên trục I Kiểu lắp giữa trục với vòng trong ổ bi là k6 là kiểu lắp chặt SVTH: Trần Minh Vương Page 64 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xn Hành Trục 20k6 Kiểu lắp vỏ hộp với vịng ngồi ổ bi là H7 là kiểu lỏng Lỗ 52H7 Kiểu lắp nắp ổ với vỏ hộp là H7/d11 là kiểu lắp lỏng ta có Lỗ 52H7; Trục 52d11 Kiểu lắp giữa trục với vịng chắn mỡ là F8/k6 là kiểu lắp lỏng Lỗ 20F8 ; Trục 20k6 Trên trục II Kiểu lắp giữa trục với bánh răng lớn là H7/k6 là kiểu lắp trung gian Lỗ 40H7; Trục 40k6 Kiểu lắp giữa trục với bánh răng nhỏ là H7/k6 là kiểu lắp trung gian Lỗ 45H7; Trục 45k6 Kiểu lắp giữa trục với vịng chắn mỡ là F8/k6 là kiểu lắp lỏng Lỗ 30F8; Trục 30k6 Kiểu lắp giữa trục với vịng trong ổ bi là k6 là kiểu lắp chặt Trục 30k6 Kiểu lắp vỏ hộp với vịng ngồi ổ bi là H7 là kiểu lỏng Lỗ 72H7 Kiểu lắp nắp ổ với vỏ hộp là H7/d11 là kiểu lắp lỏng Lỗ 72H7; Trục 72d11 Trên trục III Kiểu lắp giữa trục với bánh răng là H7/k6 là kiểu lắp trung gian Lỗ 55H7 ; Trục 55k6 Kiểu lắp giữa trục với vòng trong ổ bi là k6 là kiểu lắp chặt SVTH: Trần Minh Vương Page 65 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành Trục 50k6 Kiểu lắp vỏ hộp với vịng ngồi ổ bi là H7 là kiểu lỏng ta có Lỗ 110H7 Kiểu lắp nắp ổ với vỏ hộp là H7/d11 là kiểu lắp lỏng Lỗ 110H7 ; Trục 110d11 Kiểu lắp giữa trục với vòng chắn mỡ là F8/k6 là kiểu lắp lỏng Lỗ 50F8 ; Trục 50k6 SVTH: Trần Minh Vương Page 66 Đồ Án Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành TÀI LIỆU THAM KHẢO [1][2].Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí (Tập 1,2) [CTM].Chi Tiết Máy Nguyễn Trọng Hiệp [3].Dung sai và lắp ghép Ninh Đức Tốn SVTH: Trần Minh Vương Page 67 ... có trình độ chun mơn cao, đồng thời phải đáp ứng được các u cầu của cơng nghệ tiên tiến, cơng nghệ tự? ?động? ?hố theo dây truyền trong sản xuất ? ?Tính? ?tốn? ?thiết? ?kế? ?hệ? ?dẫn? ?động? ?cơ? ?khí? ?là nội dung khơng thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư? ?cơ? ?khí? ?đặc biệt là đối với kỹ sư nghành chế tạo máy.? ?Đồ? ?án? ?mơn ... ần Minh V ương SVTH: Trần Minh Vương Page 4 Đồ? ?Án? ?Chi Tiết Máy 2 GVHD: Nguyễn Xuân Hành ĐỒ? ?ÁN? ?CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 49: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.? ?Động? ?cơ 2. Khớp nối 3. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền đai... 1.1 Chọn? ?động? ?cơ? ?điện 1.1.1 Xác định cơng suất u cầu của trục? ?động? ?cơ Pct= (kW) Trong đó Pct : Cơng suất cần? ?thiết? ?trên trục? ?động? ?cơ? ? (kW) Pt : Cơng suất làm việc của? ?động? ?cơ? ? (kW)