ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Qua đồ án môn học nguyên lý máy đã giúp em vận dụng lại các môn đã được học như sức bền, cơ lý thuyết, nguyên lý chi tiết máy, vẽ kỹ thuật, dung sai,…Biết cách tính toán, ứng dụng những kiến thức được học, có cái nhìn tổng quan về quy trình thiết kế máy.

ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH MỤC LỤC Lời nói đầu I.TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.3 Bảng đặc trị II.TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền đai 2.2 Thiết kế truyền bánh .10 2.2.1 BR cấp nhanh .10 2.2.2 BR cấp chậm 18 2.2.3 Kiểm tra độ bôi trơn sai số tỷ số truyền 25 2.3 Thiết kế trục-chọn then .26 2.4 Tính toán ổ lăn-chọn nối trục đàn hồi 38 2.5 Chọn thân máy chi tiết phụ 43 2.6 Chọn dung sai lắp ghép 51 SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH Lời nói đầu Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí nội dung khơng thể thiếu chương trình đào tạo kỹ sư khí Qua đồ án môn học nguyên lý máy giúp em vận dụng lại môn học sức bền, lý thuyết, nguyên lý chi tiết máy, vẽ kỹ thuật, dung sai,…Biết cách tính tốn, ứng dụng kiến thức học, có nhìn tổng quan quy trình thiết kế máy Thêm vào đó, qua việc thiết kế vẽ giúp em hoàn thiện, nâng cao kỹ vẽ CAD, phần mềm bắt buộc phải biết sinh viên khí Đồ án giúp em biết phân bổ thời gian, tăng khả làm việc độc lập lẫn làm việc nhóm hiệu Em xin chân thành cảm ơn bạn ngành điện tử,các thầy cô môn thiết kế máy,khoa khí máy trường ĐH SPKT TPHCM, đặc biệt thầy Dương Đăng Danh Nhờ tận tụy hướng dẫn, góp ý thầy mà đồ án em ngày hoàn thiện Mặc dù có nhiều cố gắng hồn thiện tốt nhất, lần đầu làm đồ án với khối lượng kiến thức lớn,hiểu biết hạn chế, việc sai sót khơng thể tránh khỏi Mong nhận góp ý thầy Sinh viên thực Lê Đại Trí SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH I.TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Hiệu suất hệ thống =0,95.0,9954 0,97.0,97.0,99=0,87 (công thức 2.8 trang 19) Theo bảng 2.3 trang 19, ta có: :Hiệu suất nối trục đàn hồi :Hiệu suất truyền BR :Hiệu suất truyền BR :Hiệu suất cặp ổ lăn :Hiệu suất truyền đai 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết Ta có cơng thức: P = FtV 2800.1,2 = =3,36kW 1000 1000 , đó: Ft=2F=2800N: lực vịng băng tải V=1,2m/s : vận tốc xích tải Theo cơng thức 2.14, trang 20,ta có cơng suất tương đương: 2 � � � � T T � �.t +� �.t �T � �T � (1)2.0,7tck +(0,8)2.tck � � � � Ptd =Pmax =3,36 =3,17kW t1 +t2 tck Pct =Ptd / ηch =3,17/ 0,87 =3,64kW =>Công suất cần thiết 1.1.3 Xác định sơ số vòng quay động Số vòng quay trục công tác Theo công thức 2.17 trang 21,ta có: SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH V 60000 1,2.60000 nlv = = =88,9v / ph z.p 9.90 đó: V=1,2m/s: vận tốc băng tải xích tải, m/s z=9 răng: số đĩa xích tải p=90mm: bước xích xích tải,mm Chọn sơ bộ: Với : :tỷ số truyền hộp giảm tốc BR trụ cấp (bảng 2.4) :tỷ số truyền đai (bảng 2.4) =>Số vòng quay sơ động nsb =nlv.uch =88,9.30 =2667v / ph (công thức 2.18) 1.1.4 Chọn động ( công thức 2.19) Động điện phải thỏa { Tra bảng P1.3,ta chọn: Chọn động 4A100S2Y3 { 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung hệ dẫn động: (công thức 3.23) Tra bảng 3.1, ta chọn: u1 =3,58 với u2 =2,79 tỷ số truyền cấp nhanh tỷ số truyền cấp chậm SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY u Tỷ số truyền đai: dai = uch uh = 32,4 =3,24 10 GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH (công thức 3.25) 1.3 Bảng đặc tính 1.3.1 Phân phối cơng suất trục P3 = Plv = ηol ηkn P3 P2 = = ηol ηbr P2 P1 = = ηol ηbr Pdc = 3,36 =3,41kW 0,995.0,99 P1 ηol ηdai 3,41 =3,53kW 0,995.0,97 3,53 =3,65kW 0,995.0,97 = 3,65 =3,86kW 0,995.0,95 1.3.2 Tính tốn số vòng quay trục n1 = ndc udai n2 = n1 n3 = u1 n2 u2 = = 2880 =900 3,2 900 =251,4 3,58 = 251,4 =90,1 2,79 v/ph v/ph v/ph 1.3.3 Momen xoắn trục Tdc =9,55.106 T1 =9,55.106 T2 =9,55.106 Pdc ndc P1 n1 P2 n2 =9,55.106 3,86 =12799,65Nmm 2880 =9,55.106 3,65 =38730,56Nmm 900 =9,55.106 3,53 =134095,06Nmm 251,4 SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY T =9,55.106 T =9,55.106 P3 n3 P4 n3 GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH =9,55.106 3,41 =361437,3Nmm 90,1 =9,55.106 3,36 =356137,62Nmm 90,1 1.3.4 Bảng đặc tính Động Trục công tác Công 3,86 3,65 3,53 3,41 suất(kW) Tỷ số truyền 3,2 3,83 2,79 Momen 12799,65 38730,56 134095,06 361437,3 xoắn(Nmm) Số vòng 2880 900 251,4 90,1 quay(v/ph) 3,36 356137,62 90,1 II.TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền đai 2.1.1 Chọn loại đai : Từ điều kiện làm việc n = 2880 (v/ph) P1 = 3,86 (kw) u= 3,24 Chế độ làm việc ngày ca, ca Theo hình 4.13/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường ký hiệu A với thơng số sau: Kích thước tiết diện: bt=11 b = 13 d1 =(100÷200) mm h=8 l = (560÷4000)mm y0 = 2,8 A = 81 2.1.2 Đường kính bánh đai nhỏ d1 Tính đường kính trục: Tra bảng 4.13/trang 59  Chọn d1 = 160 (mm) SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH p.d n 3,14.160.2880 v1 = dc = 60000 60000 Vận tốc đai : ≈ 24,1 (m/s) Thỏa điều kiện: v1 = 24,1(m/s) < vmax = 25 (m/s)  Tính đường kính d2: Theo 4.2/trang 60 d2 = d1.u.(1-ε) Chọn ε = 0,01 hệ số trượt  d2 = 160.3,2(1-0,01) = 506,88 (mm) Tra bảng 4.26/trang 67, chọn d2 = 500 mm Như vây tỷ số truyền thực tế: d2 500 utt = = =3,16 d1.(1 - e) 160.(1 - 0,01) ud - u 100% = Với ∆u = u => ∆u = 1,25% < 4% (3,2 - 3,16) 100% =1,25% 3,2 => Thỏa điều kiện giới hạn cho phép 2.1.3 Khoảng cách trục a: a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 60: 0,55(d1+d2)+h ≤ a ≤ 2(d1+d2) 0,55(160+500)+8 ≤ a ≤ 2(160+500) 371≤ a ≤ 1320 Với a = 1000(mm)  Thỏa điều kiện 2.1.4 Tính chiều dài đai l: Cơng thức 4.6/trang 54: l = 2a + p (d1 +d ) (d - d1 ) + 4a 3,14.(160 +500) (500 - 160)2 2.1000 + + =3065,6(mm) 4.1000 Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài chuẩn l = 3150 mm  Kiểm nghiệm điều kiện tuổi thọ i= v � i max =10 l Với: i : Số lần đai v : Vận tốc đai SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH l: 3150mm chiều dài đai i = 24,1 =7,7/ s �imax =10 3,15  Thỏa điều kiên 2.1.5 Tính xác khoảng cách a: a= Theo 4.6/trang 54 Trong đó: l =l - p * D= (d1 +d2) (d2 - d1) = l + l +8D2 =3150 - 3,14 (160 +500) =2113,3(mm) (500 - 160) =170(mm) 2113,3 + 2113,32 - 1702 =1042,8mm � a =1043mm a= 2.1.6 Tính góc ơm a1 : Điều kiện a1 ≥ 1200 Theo 4.7 /trang 54 a1 = 1800 - (d2 - d1).570 a =180 - (500 - 160).57 �161,40 1043 Vậy a1 = 161,40 > αmin = 1200  Thỏa điều kiện 2.1.7 Xác định số đai z : z= Số đai z xác định theo 4.16/trang 60: Trong đó: * P1 = 3,86 kw công suất bánh dẫn P1.kd [ P0 ] ca cu cz cl * [ ] = 4kW công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62) * kđ : hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55) Vì chế độ làm việc ngày ca nên lấy trị số bảng tăng thêm 0,1 kđ = 1,1 + 0,1=1,2 * ca = 1-0,0025.(180-161,4)=0,9 hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm P Tra bảng 4.16 trang 61 SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH l =1,8 l0  cl = 1.13 hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (tra bảng 4.16/ trang61) v ới u =3,2  cu =1,14 hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền (tra bảng 4.17) * cz =1 (tra bảng 4.18) Nên z= hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không điều tải trọng cho dây đai 3,86 1,2 �1 4.0,9.1,13.1,14.1 Chọn z = Chiều rộng bánh đai: Theo 4.17 4.21 B = (z-1)t + 2e với e=10 => B = 2.10 = 20(mm) Đường kính ngồi bánh đai: da = d + 2h0 với h0=3,3 ( bảng tra 4.21)  Đường kính ngồi bánh đai dẫn: da1 = d1 + 2h0 = 160 + 2x3,3 =167 (mm) chọn da1 =168 (mm)  Đường kính ngồi bánh đai bị dẫn: da2 = d2 + 2h0 = 500 + 2.3,3 = 507 (mm) chọn da2 =560 (mm) 2.1.8 Xác định lực căng ban đầu lực căng tác dụng lên trục : *Lực căng đai F0: P1.kd + Fa v c z a F0 = 780 Theo CT 4.19/trang 63 Với * Fv = qm.v2 lực căng lực li tâm sinh (CT 4.20/trang 20) Với tiết diện đai loại A → tra bảng 4.22/trang 22 → qm = 0,105 kg/m => Fv = 0,105.(24,1)2 = 61(N) Nên : 3,9.1,2 +61 =229,3 F0 = 780 24,1.0,9.1 (N)  F0 = 229,3 (N) Lực tác dụng lên trục Fr theo CT 4.21/trang 64: Fr = 2F0.z.sin(α1/2) = 2.299,3.2.sin(161,4/2) = 452,6(N)  Fr = 452,6(N) SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY Bảng tóm tắt thơng số Đường kính bánh đai nhỏ d1(mm) Đường kính bánh đai lớn d2(mm) Chiều rộng bánh đai (mm) Chiều dài đai l(mm) Số đai z Tiết diện đai (mm2) Lực tác dụng trục Fr(N) Lực căng ban đầu F0(N) Đường kính ngồi bánh đai da1(mm) Đường kính ngồi bánh đai da2(mm) GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH 160 500 20 3150 81 452,6 229,3 180 560 2.2 Thiết kế truyền bánh Thông số kĩ thuật: Thời gian làm việc : L = năm Quay chiều, tải va đập nhẹ, 300 ngày/ năm , ca / ngày, / ca Cặp bánh cấp nhanh: bánh trụ thẳng Tỷ số truyền : ubr1 = 3,58 Số vòng quay trục dẫn : n1 = 900 vg/ph Mômen xoắn trục dẫn: T1 38730,56 Nmm Cặp bánh cấp chậm: bánh trụ chữ V Tỷ số truyền : ubr2 = 2,79 Số vòng quay trục dẫn : n2 = 251,4vg/ph Mômen xoắn trục dẫn: T2 = 134095,06 Nmm Chọn vật liệu chế tạo bánh Do truyền có tải trọng trung bình khơng có u cầu đặc biệt Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn thép C45 cải thiện Bánh dẫn : HB1 = 250 HB Bánh bị dẫn : HB2 = 235 HB 2.2.1 BR cấp nhanh 2.2.1.1 Số chu kỳ làm việc sở NHO1 = 30HB1 24 = 30.2502,4 = 1,71.107 chu kỳ NHO2 = 30HB22,4 = 30.2352,4 = 1,47.107 chu kỳ NFO1=NFO2=4.10 chu kỳ Tuổi thọ: Lh = 5.300.2.8 = 24000 2.2.1.2 Số chu kì làm việc tương đương Vì truyền làm việc có tải trọng thay đổi số chu kì thay đổi ứng suất tương đương tính theo 6.7/trang 93 NHE =60.c.Σ (Ti / Tmax)3 ni.ti Với : * c =1 số lần ăn khớp lần quay SVTH: LÊ ĐẠI TRÍ MSSV: 17146347 10 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY T(Nm ) 500 GVHD: DƯƠNG ĐĂNG DANH d D dm L l d1 D0 z nmax B B1 l1 D3 l2 40 170 80 175 110 71 130 3600 70 28 Kiểm nghiệm theo độ bền dập chốt vòng cao su sd = 2K T 2.1,5.361437,3 = =2,65