Đồ án chi tiết máy đai thang răng trụ nghiêng và Bản vẽ chi tiết

Thuyết Minh và Bản vẽ đồ án chi tiết máy đai thang răng trụ răng nghiêng đầy đủ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về hộp giảm tốc Hộp giảm tốc có tác dụng làm giảm tôc độ, đúng theo tên gọi của chính nó. Người ta phải dùng hộp giảm tốc bởi vì động cơ thường có tốc độ không thấp chút nào, trong khi ta lại chỉ việc tốc độ quay khá nhỏ dại. Ví dụ động cơ xe máy của cậu tầm thường quay ở vài ngàn vòngphút, trong khi bánh xe chỉ quay với vận tốc vài trăm vòngphút. những máy móc công nghiệp cũng thế, chúng chỉ cần quay tốc độ lờ đờ để vừa với thao tác của công nhân, trong lúc động cơ điện lại quay khá nhanh. Hộp tụt giảm được lắp với động cơ ở “trục vào”, khi động cơ quay thì “trục ra” của hộp sẽ quay chậm rì rì với tốc độ tùy theo tỷ số truyền của động cơ. Nếu ta cần “trục ra” quay với những tốc độ không giống nhau thì lúc ấy, ta cần một hộp tụt giảm có chức năng chuyển đổi tỷ số truyền; loại hộp này còn gọi là “hộp giảm tốc“.

Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Bìa GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Đề GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng cơng đại hố đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận khơng thể thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật khí , giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí.Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn thầy Khoa Cơ Khí giúp đỡ chúng em hồn thành đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực NGUYỄN ĐỨC THỊNH GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI -Số liệu cho trước: 1.Lực kéo băng tải F = 1180 (N) Vận tốc băng tải v = 2,34 (m/s) Đường kính tang D = 335 (mm) Thời gian phục vụ lh =7000 Số ca làm việc soca = ca Góc nghiêng đường nối tâm với truyền ngồi: @=900 Đặc tính làm việc va đập nhẹ PHẦN TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động phân bố tỷ số truyền 1.1.1 Công suất yêu cầu động cơ: Pyc = Plv η - Trong đó: Plv công suất trục công tác (trục băng tải) η hiệu suất hệ dẫn động - Công suất trục công tác: Plv = F v 1000 - Trong đó: F: Lực kéo băng tải v: Vận tốc băng tải.S GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2,34  Plv = 1180 = 2,76 (kW) 1000 - Hiệu suất hệ dẫn động: η = ηk ηol ηbr ηđ - Trong đó: ηk : hiệu suất truyền khớp nối ηol : hiệu suất cặp ổ lăn ηbr : hiệu suất truyền bánh trụ ηđ : hiệu suất truyền đai Chọn theo bảng 2.1 Hiệu suất số truyền ổ lăn, ta có : ηk = ; ηol = 0,99 ; ηbr = 0,97 ; ηđ = 0,95  η =1 (0,99)3 0,97 0,95 = 0,89 Suy ra: Pyc = Plv η = 2,76 0,89 = 3,10 (kW) 1.1.2 Số vòng quay yêu cầu động cơ: nyc = nlv usb Trong : nlv : Số vịng quay trục cơng tác nlv = 60000.v Π.D = 60000.2,34 Π.335 = 133,41 (v/ph) usb : tỷ số truyền sơ hệ dẫn động : usb = uh ung Với : uh : tỷ số truyền động sơ hộp giảm tốc cấp truyền động bánh trụ Chọn uh = 4.8 ung : tỷ số truyền sơ truyền (đai), chọn ung = uđ = 2.2 GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải  usb = 4,8 2,2 = 10,56 Suy : nyc = nlv usb = 133,41 10,56 = 1408,81 (v/ph) 1.1.3 Chọn động điện : - Động điện thỏa mãn : Pđc≥Pyc với Pyc =3,10 (kW) nđc≈nyc với nyc = 1408,81 (v/ph) - Tra Catalog động Vietnam- Hungary (VIHEM) chọn động với thông số sau : Số hiệu động : 3K112M4 Công suất danh nghĩa : Pđc= kW Số vòng quay thực : nđc= 1435 v/ph Hệ số tải : cos 𝜑= 0,84 Khối lượng : mđc= 41 kg Đường kính trục động : d1đc= 28 (mm) 1.1.4 Phân phối tỷ số truyền cho truyền hệ thống : - Tỷ số truyền thực tế hệ dẫn động : ut = ndc nlv = 1435 133,41 = 10,76 - Phân phối tỷ số truyền (ut) hệ dẫn động : ut = uh.uđ Chọn uh= 4,8 ta có : 𝑢đ = ut uh = 10,76 4,8 = 2.24 1.2 Xác định cơng suất, mơ men số vịng quay trục Công suất trục : - Dựa vào công suất trục công tác : Plv =2,76 (kW) ; - Công suất trục II : P2 = GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc Plv η0l 𝜂𝑘 = 2,76 0,99∙1 = 2,79(kW) SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải - Công suất trục I: P1 = P2 η0l∙𝜂𝑏𝑟 = - Công suất trục động : P′đc = 2,79 0,99.0.97 P1 η0l ηđ = = 2,91(kW) 2,91 0,99  0,95 = 3,09 (kW) Số vòng quay trục: - Vận tốc trục động cơ: nđc = 1435 (v/ph) - Vận tốc trục I: n1 = - Vận tốc trục II: n2 = - Vận tốc trục công tác: nlv = nđc uđ n1 uh n2 uk = = = 1435 2,24 = 640,63 (v/ph) 640,63 4,8 133,46 = 133,46 (v/ph) = 133,46 (v/ph) Mô men xoắn: • Momen xoắn trục động cơ: Tđc = 9,55 106 ∙ Pđc nđc = 9,55 106 ∙ 3,09 1435 = 20564,11 (N.mm) • Momen xoắn trục I: T1 = 9,55 106 ∙ p1 n1 = 9,55 106 ∙ 2,91 = 43379,95 (N.mm) 640,63 • Momen xoắn trục II: T2 = 9,55 106 ∙ p2 n2 = 9,55 106 ∙ 2,79 133,46 = 199644,09 (N.mm) • Momen xoắn trục công tác: Tlv = 9,55 106 ∙ Plv nlv = 9,55 106 ∙ GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 2,76 133,46 = 197497,38(N.mm) SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.3 Bảng 1: Thông số động học Trục Động I (trục vào) II (trục ra) Trục công tác Thông số u (lần) uđ = 2,24 uh = 4,8 P (kW) 3,09 2,91 n (v/p) 1435 640,63 T (N.mm) 20564,11 GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 43379,95 uk = 2,79 2,76 133,46 133,46 199644,09 197497,38 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số yêu cầu: Pđc = 3,09 kW Tđc =20564,11 N.mm nđc = 1435 v/ph uđ = 2,24 Góc nghiêng đường nối tâm với truyền ngồi: @=900 2.1 Chọn loại đai Với PI = 2,91 (kW) n1 = 640,63 (vg/ph), tra đồ thị 4.1 [1] trang 59, chọn tiết diện đai B Chọn loại đai thang: đai thường 2.2 Tính tốn kích thước 2.2.1 Đường kính bánh đai: Chọn theo bảng 4.13[1]-59, theo tiêu chuẩn, chọn bánh đai nhỏ: d1= 200 (mm) Vận tốc đai v= 𝜋.𝑑1 𝑛1 60.1000 = 𝜋.200.640,63 60000 = 6,70 (m/s) Đường kính bánh đai lớn d2 = u.d1.(1 - 𝜀 ) = 2,24 200 (1 – 0,02) = 439,04 Chọn d2 = 445 (mm): Tỉ số truyền thực tế: ut = 𝑑2 𝑑1 (1−𝜀) Sai số tỉ số truyền: 𝛥𝑢 = |𝑢𝑡 −𝑢| 𝑢 = 445 200.(1−0,02) = 2,27 |2,27−2,24| 100% = 2,27 100% = 1,32% < 4% ⇒ Thỏa mãn GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.2.2 Khoảng cách trục chiều dài đai: • Xác định khoảng cách trục a Ta có ut = 2,30 d2 = 445 mm Tra bảng 4.14[1] chọn a/d2 = 1,2 Khoảng cách trục sơ bộ: as = 𝑎 𝑑2 d2 = 1,2.445 = 534 Chọn a = 560 Kiểm tra điều kiện: 0,55 (d2 + d1) + h ≤ a ≤ (d2 + d1) 354,75≤ a ≤ 1290 ⇒ Thỏa mãn • Chiều dài đai 𝜋.(𝑑2 +𝑑1 ) l = 2a + l = 2.560 + 𝜋.(445+200) + + (𝑑2 −𝑑1 )2 4𝑎 (445−200)2 4.560 =2159,96 Chọn l = 2240 Kiểm nghiệm đai tuổi thọ 𝑣 6,70 𝑙 2240 i= = = 2,99.10−3 i < imax ⇒ Thỏa mãn Xác định lại khoảng cách trục atl = Trong đó: 𝜆 = 𝜋 𝑑1 +𝑑2 𝛥= GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc = 𝜋 𝜆+ √𝜆2 −8.𝛥2 200+445 = 1013 𝑑2 − 𝑑1 445 − 200 = = 122,5 2 10 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải - Thông số chiều dài đoạn trục: l2c =67 (mm) l22 = 0,5 (lm2 + b02) + k1 + k2 = 0,5.(45+19)+10+10=52 l21 = l22 = 52 = 104 - Chọn then: b = 12 mm h = mm - Tại tiết diện d23 =40mm, ta chọn then bằng:{ t1 = mm, t = 3,3mm Với chiều dài then: lt23 = (0,8 ÷ 0,9) lm2 = (0,8 ÷ 0,9).45 = 36 ÷ 40,5 => Chọn lt23 = 40 b = mm h = mm - Tại tiết diện d21 =30mm, ta chọn then bằng:{ t1 = mm, t = 2,8𝑚𝑚 Với chiều dài then: lt21 = (0,8 ÷ 0,9) lmc2 = (0,8 ÷ 0,9) 55 =44÷ 49,5 => Chọn lt21 = 45 - Chọn ổ lăn: - Tại tiết diện d24 =d22 =35mm, ta chọn ổ bi đỡ-chặn với thơng số sau: Kí hiệu d(mm) D(mm) b(mm) r(mm) r1(mm) C(kN) Co(kN) 46307 35 80 21 2,5 1,2 33,40 25,20 GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 50 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải ➢ Sơ đồ kết cấu hai trục: 5.9 Bảng tổng hợp thơng số ❖ Bảng thơng số đường kính trục Tiết diện trục I d12 d10 d13 d11 Đường kính 20 25 30 25 Tiết diện trục II d22 d23 d24 d21 Đường kính 35 30 35 40 GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 51 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải ❖ Bảng thông số ổ lăn bi đỡ - chặn: Ký hiệu ổ d D b r r1 C, kN Co, kN 46305 25 62 17 21,10 14,90 46307 35 80 21 2,5 1,2 33,40 25,20 ❖ Bảng thông số then Tiết diện Đường kính Kích thước Chiều sâu b h t1 t2 Chiều dài 12 20 6 3,5 2,8 24 21 30 2,8 45 23 40 12 3,3 40 GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 52 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU 6.1 Thiết kế vỏ hộp 6.1.1 Tính kết cấu vỏ hộp - Hộp giảm tốc để đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy,tiếp nhận trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bẩn - Chỉ tiêu vỏ hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ - Chọn vật liệu đúc gang xám GX15-32 - Chọn bề mặt ghép ráp thân qua tâm trục song song với đáy 6.1.2 Kích thước phần tử tạo nên hộp giảm tốc Tên gọi Tính tốn Chiều dày: Thân hộp δ δ= 0,03a+3= 0,03.130+3=6,9 chọn δ=8mm Nắp hộp δ1 δ1= 0,9.8= 0,9.8 = 7,2→ chọn δ1= 8mm Gân tăng cứng: -Chiều dày e e= (0,8÷1) δ = (0,8÷1).8 =6,4÷8→ e=7mm -Chiều cao h h=5δ=5.8= 40mm -Độ dốc khoảng 2˚-3˚ Đường kính: -Bulơng d1 d1=0,04.aw+10=0,04.130+10=15,2mm -Bulơng cạnh ổ d2 chọn d1 =16mm -Bulơng ghép bích nắp than d3 d2= (0,7÷0,8)d1= (0,7÷0,8).15,2=11,2÷12,8 →d2=12mm d3= (0,8÷0,9)d2=9,6÷10,8 mm → d3=10mm -Vít ghép nắp ổ d4 d4= (0,6÷0,7) d2=7,2÷8,4 mm → d4=8 mm -Vít ghép nắp cửa thăm d5 d5= (0,5÷0,6) d2 =6÷7,2 mm → d5=6 mm GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 53 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Mặt bích ghép nắp than -Chiều dày bích thân hộp S3 S3= (1,4÷1,8)d3=14÷18 mm → S3=15mm -Chiều dày bích nắp hộp S4 S4= (0,9÷1)S3=13,5÷15 mm → S4=15mm -Bề rộng bích nắp thân K3 K3= K2–(3÷5) = 34mm Kích thước gối trục: D3=D+4,4d4; D2=D+2d4 -Đường kính ngồi tâm lỗ Trục 1:D=62, D3=98mm, D2=78mm vít D3, D2 Trục 2:D=80, D3=115mm, D2=96mm -Bề rộng mặt ghép bulông K2=E2+R2+(3÷5) = 1,6d2+1,3d2+(3÷5) cạnh ổ K2 =37,8÷39,8mm → K2= 37mm Mặt để hộp: -Chiều dày khơng có phần lồi S1 S1= (1,3÷1,5)d1=20,8÷24mm → S1= 24mm -Bề rộng mặt để hộp K1 q K1=3d1= 48 mm q≥ K1+2δ=64 mm→ q=64mm Khe hở chi tiết: -Giữa bánh với thành hộp Δ≥(1÷1,2) δ = 8÷9,6 mm→ Δ=10 mm -Giữa đỉnh bánh lớn với Δ1≥(3÷5) δ = 24÷40 mm→ Δi=30 mm đáy hộp -Giữa mặt bên bánh với Δ2≥δ=6,9→ Δ= 10mm Số lượng bulông z z=4 GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 54 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy 6.2 Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Một số chi tiết liên quan đến chế tạo vỏ hộp 6.2.1 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp ta làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên lắp làm thêm nút thông Dựa vào bàng 18.5 trang 92 tập 2, ta chọn kích thước cửa thăm: Số lượng A B A1 B1 C C1 K R Vít 60 45 90 60 75 - 52 12 M6x22 6.2.2 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông thương lắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 55 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Dựa vào bảng 18-6, trang 93, tập 2, ta có kích thước nút thơng A B C M18x2 15 30 D E 15 45 G H I K L M N O P Q R S 36 32 10 22 32 18 36 32 6.2.3 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn bị biến chất, phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp phải có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ bịt kín nút tháo dầu GVHD: PGS TS Phạm Hồng Phúc 56 SVTH: Nguyễn Đức Thịnh Đồ án chi tiết máy Đề số – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Dựa vào bảng 18.7 trang 93, tập 2, ta chọn nút tháo dầu có kích thước sau: d b M20x2 15 m f L c q D S Do 28 2,5 17,8 30 22 25,4 6.2.4 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu có kích thước sau: 6.2.5 Chốt định vị Đảm bảo vị trì tương đối nắp thân trước sau gia công nắp ghép,khi xiết bu lông không làm biến dạng vịng ngồi ổ.Ta chọn chốt định vị chốt với kích thước: d=6mm, c=0,6mm , l=35mm 6.2.6 Bôi trơn cho hộp giảm tốc Do truyền bánh hộp giảm tốc v=1,51