Nội dung của đồ án trình bày chọn động cơ điện; tính toán thiết kế chi tiết máy; tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm; tính toán thiết kế bộ truyền bánh ngoài. Mời các bạn cùng tham khảo đồ án để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.
Trường đại học giao thơng vận tải hà nội Khoa cơ khí Bộ mơn thiết kế máy ============== *** ============== thuyết minh đồ án mơn học chi tiết máy Sinh viên : Lớp : Giáo viên hướng dẫn : Thiết kế mơn học chi tiết máy Thiết kế trạm dẫn động xích tải Lời nói đầu Đ ối với nhiều nghành trong các trờng đại học kỹ thuật ,sau khi học xong phần lý thuyết về Chi tiết máy, học sinh buớc sang giai đoạn thiết kế đồ án mơn học.Vì là lần đầu tiên bắt tay vào một cơng việc mới mẻ, vận dụng lí thuyết để giải quyết những vấn đề có liên hệ mật thiết với thực tế sản xuất ,thiết kế ra những chi ti ết và bộ phận máy có hình dạng kích thớc cụ thể ,phải thoả mãn trong một chửng mực nhất định các u cầu chủ yếu về kinh tế Thiết kế máy là một q trình sáng tạo để thoả mãn một nhiệm vụ thiết kế nào đó có thể đề ra nhiều phong án khác nhau .Người thiết kế vận dụng những hiểu biết lý thuyết và những kinh nghiệm thực tế để chọn một phong án thiết kế hợp lí nhất .Muốn làm được điều đó người thiết kế cần phải đề cập và giải quyết hàng loạt u cầu khác nhau về cơng nghệ ,về sử dụng có thể là trái ngựoc nhau.Vì vậy nên tiến hành tính tốn kinh tế theo những phương án cấu tạo đã đề ra ,cân nhắc lợi hại rồi chọn một phương án tốt nhất Thơng thường thì thiết kế máy cần giải quyết đồng thời hai u cầu cơ bản:Máy được thiết kế cần giải quyết đồng thời thoả mãn những chi tiết làm việc chủ yếu như sức bền ,độ bền mịn ,độ cứng,giá thành của máy rẻ nhất Ngồi những u cầu về khả năng làm việc chủ yếu ,các tiết máy (hoặc máy) được thiết kế cần phải thoả mãn những điều kỹ thuật cơ bản sau: Cơ sở hợp lí để chọn kết cấu chi tiết và bộ phận máy ,những u cầu về cơng nghiệp tháo lắp ,hình dạng cấu tạo của chi tiết phù hợp với phơng pháp chế tạo gia cơng cơ và sản lượng chi trớc ,tiết kiệm nguyên vật liệu dùng rộng rãi các chi tiết ,bộ phận máy đã tiêu chuẩn hố Ngồi những điều trình bày trên khi thiết kế cần lưu ý đến vấn đề an tồn lao động và hình thức sản phẩm Trong phần thiết kế nay có sử dụng tài liệu : trương tất đích chi tiết máy t1,2 NXB Giao thơng vận tải 2002 trịnh chất –lê văn uyển tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí t 1,2 NXB Giáo dục 2003 phần I : chọn động cơ điện 1/ Các thơng số cho trước : Lực kéo trên xích tải P = 1000 (KG) Vân tốc xích tải(m/s): V= 0.2 (m/s) Bước xích tải (mm) : t=125 (mm) Số răng đĩa xích tải z = 8 Tỉ số M1/M M1/M=0,5 Thời gian phục vụ (năm): Sai số vận tốc cho phép(%): 5 % Chiều cao tâm đĩa xích H : 600 2/ Xác định cơng xuất động cơ : pt Cơng xuất cần thiết trên trục động cơ: p ct = Trong đó : Cơng suất tính tốn :Pt = Ptđ ( cơng suất làm việc trên tải ) hệ thống dẫn động xích tải (biết trước lực kéo và vận tốc xích tải ) F.v 1000 1000.9,81.0.2 1000 Cơng suất làm việc được tính : Plv = = Trong đó ; F: lực kéo trên xích tải V: vận tốc xích tả i Chú ý : ****************** Do tải trọng thay đổi (Tải trọng va đập trung bình) : p1 Ptđ = = ******************** Hiệu suất truyền động : = k 4ol 2bk Ta chọn : hiệu suất khớp nối đàn hồi k = 1 ol = 0,99: hiệu suất 1 cặp ổ lăn = 1,96 kW = 0,97: hiệu suất 1 cặp bánh răng trong hộp giảm tốc,và 1 cặp bánh răng ngồi hộp giảm tốc = 1 . 0,994 . 0,972 =0.9038 bk Cơng suất cần thiết của trục động cơ : P t 1, 96 0.9038 = = 2,71 ( kW) pct = 3/ Xác định số vịng quay đồng bộ Số vịng quay của trục máy cơng tác đĩa xích tải nlv = 60000. v z.t trong đó : v: vận tốc xích tải (m/s) z: số răng đĩa xích tải t: bước xích của xích tải (mm) 0.2 8.125 nlv = 60000. = 12 * Tỉ số truyền tồn bộ it của hệ thồng dẫn động : it = ih in Trong đó: ih = 14: tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp (tra theo bảng 2.4 tt hệ dẫn động cơ khí) in = 5 :tỉ số truyền của bộ bánh răng tru ngồi it = 14. 5 = 70 _Vậy số vịng quay sơ bộ của động cơ là :nsb = nlv. it = 12 .70 = 840 (vg/ ph) _Theo bảng phụ lục P (1.3) và với pct =2,71 (KW) , nđb = 840 (vg/ ph) Ta chọn kiểu động cơ : 4a71A6Y3 Các thơng số của động cơ như sau : *Công suất động cơ : Pđc = 3 (kW) *Vận tốc quay : nđc = 920 (vg/ph) TK T = 2,2 Ta thấy rằng sai số vận tốc không đến 5% _Kiểm tra : dn pđc = 0.37 (KW) nđc =920 pct = 0.2714 (KW) T mm nsb = 1000,02 (v/ph) T = T Tdnk =2 *Kết luận : động cơ 4A71A6Y3 phù hợp với yêu cầu thiết kế 4/ Phân phối tỉ số truyền n d c n LV = 840 12 = 70 _Tỉ số truyền chung là : it= Hay là it = ih . ix Trong đó : * ix là tỉ số truyền của bộ truyền xích , chọn ix = 5 * ih tỉ số truyền của hộp giảm tốc , ih = i1 .i2 = 14 Với : i1 là tỉ số truyền cấp nhanh i2 là tỉ số truyền cấp chậm _Ta phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc đảm bảo các ngun tắc sau: + bảo đảm điều kiện bơi trơn tốt + bảo đảm khn khổ và trọng lượng hộp giảm tốc là nhỏ nhất + mơ men qn tính thu gọn nhỏ nhất và thể tích các bánh lớn nhúng trong dầu là nhỏ nhất _Tra bảng 3.1 tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí ta phân phối tỉ số truyền như sau: i1 = 4,79 ; i 2 = 2,92 Tính lại giá trị ix theo i1 , i2 trong hộp giảm tốc it i h = 70 4,79.2,92 = 5 ix = *Kết luận : ih = 14 , i1 = 4,79 , i2 = 2,92 , i x = 5 5/ Xác định cơng suất , mơ men và số vịng quay trên các trục _Xác định cơng suất trên các trục : Trên trục I :N 1= pct . k . ol =0,2714 . 1 . 0,99 = 0,2687(KW) Trên trục II : N2 =N1 . br . ol =0.2687 . 0,97. 0,99 = 0,258 (KW) Trên trục III :N3 = N2 . br . ol = 0,258 . 0,97. 0,99 = 0,2478 (KW) Trên trục IV: N4 = N3. br . ol = 0,2478.0,97.0,99 = 0,238 (KW) _Xác định số vòng quay trên các trục : Trên trục I : n1 = nđc = 920 (vg/ ph) n Trên trục II : n2= i1 = 920 4,79 = 192,067 (vg/ph) n2 i Trên trục III: n3 = = 192,067 2.92 = 65,7764 (vg/ph) Trên trục IV; n = n3 ix = 65,7764 = 13.1553 (vg/ph) _Xác định mômen xoắn trên các trục 0,2687 N1 Trên trục I : M1 = 9,55. 106 n = = 2789,223 9,55.106 ( Nmm) N 920 0,258 192,067 n = Trên trục = 9,55.106 II: M2 12828,336 ( Nmm) =9,55. 106 0,2478 N 65,7764 = n= 9,55.10 Trên trục 35977,798( Nmm) III: 0,238 6 M3=9,55. 13,1553 106 = 9,55.10 = N172774,471(Nmm) 6 n Trên trục IV: M = 9,55.10 Momen xoắn của động cơ : N dc e:Thiết kế vỏ hộp giảm tốc, bôI trơn và đIều chỉnh ăn khớp Tính kết cấu của vỏ hộp: Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ. Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu GX 1532 Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục . Các kích thước cơ bản được trình bày ở trang sau Bơi trơn trong hộp giảm tốc: Lấy chiều sâu ngâm dầu khoảng 1/4 bán kính của bánh răng cấp chậm Dầu bơi trơn hộp giảm tốc : Chọn loại dầu là dầu cơng nghiệp 45 Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp: Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp là H7/k6 vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ Điều chỉnh sự ăn khớp: Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10 % so với chiều rộng bánh răng lớn I tính kết cấu vỏ hộp 1 Vỏ hộp Chọn vỏ hộp đúc, mặt lắp ghép giữa thân và lắp là mặt phẳng đi qua các trục để việc lắp ghép được dễ dàng Theo bảng 18.1cho phép ta tính được các kích thước các phần tử cấu tạo nên vỏ hộp 1 Chiều dày thân và lắp. + Chiều dầy thân hộp : Xác định theo cơng thức sau = 0,03.aw +3 = 7,77 (mm) Lấy = 8 mm + Chiều dầy lắp hộp 1: 1 = 0,9. = 0,9. = 7,2 (mm). Lấy 1=7,2 mm 2 Gân tăng cứng + Chiều dầy gân e : e= (0,8 1) = (0,8 1).8 = 6,4 8 (mm) Lấy e = 7 mm + Chiều cao h : lấy h = 50 (mm) + Độ dốc lấy = 20 3 Các đường kính bulong và vít + Đường kính bulơng nền d1 : d1 > 0,04.aw + 10 = 16,36 (mm) Lấy d1 = 17 mm, chọn bulơng M17 ( theo TCVN) + Đường kính bulơng cạnh ổ d2 : d2 = (0,7 0,8).d1 == 11,9 13,6 (mm) Lấy d2 = 12 mm, chọn bulơng M12 ( theo TCVN) + Đường kính bulơng ghép bích nắp và thân d3 = (0,8 0,9).d2= (0,8 0,9).10 = 9,6 10,8 (mm) Lấy d3= 10 mm, chọn bulơng theo TCVN : M10 + Đường kính vít ghép nắp ổ d4: d4 = (0,6 0,7).d2 = (0,6 0,7).12 = 7,2 8,4(mm) Lấy d4=8 mm, chọn vít M8.( theo TCVN) + Đường kính vít nắp cửa thăm d5 : d5 = (0,5 0,6).d2 = (0,5 0,6).12 = 6 7,2 (mm) Lấy d5= 6 mm, chọn vít M6.(theo TCVN) Mặt bích ghép nắp và thân. + Chiều dầy bích thân hộp s3: s3= (1,4 1,8).d3= (1,4 1,8).10 = 14 18 (mm) Lấy s3 = 16 mm + Chiều dầy bích nắp hộp S4: s4= (0,9 1).s3 = s3= 16 (mm) + Bề rộng bích nắp và thân : K3 = k2 (3 5)mm K2 = E2 + R2+(3 5)mm. E2= 1,6.d2 = 19,2 (mm) lấy E2 = 19,2 R2 = 1,3.d2= 1,3.12 = 15,6(mm), lấy R2= 13 mm K2 = E2 + R2+(3 5)mm. = 39(mm) K3 = k2 (3 5)mm = 35 (mm) 4 k3 4/Gối trên vỏ hộp Gối trục cần phải đủ độ cứng vững để khơng ảnh hưởng đến sự làm việc của ổ , để dễ gia cơng mặt ngồi của tất cả các gối đỡ nằm trong cùng một mặt phẳng . Đường kính ngồi của gối trục được chọn theo đường kính nắp ổ, theo bảng 18.2 ta tra được các kích thước của các gối như sau: Kích thước (mm) D D2 D3 d4 Z Trục I 40 54 68 M6 Trục II 65 84 110 M8 Trục III 100 120 150 M10 h + Bề rộng mặt ghép bu lơng cạnh ổ : K2= 39 (mm) (tính ở trên) k2 +Tâm lỗ bu lơng với cạnh ổ: E2 = 19,2 (mm) + h xác định theo kết cấu, k 1,2.d2 = 1,2.12 = 14,4(mm) , Lấy k= 15mm 4 Đế hộp + Chiều dầy đế hộp khi khơng có phần lồi s1 S1 = (1,3 1,5).d1 = 22,1 25,5 (mm) Chọn S1 = 23(mm) + Bề rộng mặt đế hộp: K1 = 3.d1 = 3.17 = 51 (mm). q k1 + 2 = 51 +23 = 74 (mm) 5 6 Khe hở giữa các chi tiết + Khe hở giữa bánh răng với thành trong hộp ( 1 1,2) = (1 1,2)8 = 8 9,6 (mm) Chọn = 9 (mm) + Khe hở giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp 1 = (3 5). = (3 5).8 = 24 40 (mm), Chọn 1 = 30 (mm) + Khe hở giữa các bánh răng với nhau > = 6, lấy = 8 mm Số lượng bulông nền. Z= L B 200 300 260 450 250 =2,84 Lấy Z= 3 Sơ bộ chọn L = 260mm, B = 450mm Cửa thăm Để kiểm tra quan sát chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có lắp cửa thăm, cửa thăm được đậy bằng nắp, cửa thăm có kết cấu và kích thước như hình vẽ , theo bảng 18.5 trađược các kích thước của cửa thăm 7 9 Nút thơng hơi 125 Khi làm việc nhiệt độ trong nắp tăng nên, để giảm áp xuất và điều hồ khơng khí bên trong và bên ngồi hộp ta dùng nút thơng hơi, theo bảng 18.6 tra được các kích thước như hình vẽ 8 12 23 10 Nút tháo dầu Sau một thời gian làm việc , dầu bơi trơn chứa trong hộp bị bẩn, hoặc bị biến chất , do đó cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ ở đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu được bịt kín bàng nút tháo dầu, kết cấu và kích thước như hình vẽ (các kích thước tra bảng 18.7) 12 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kích thước và kết cấu như hình vẽ 30 12 13 Chốt định vị Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục .Lỗ trụ lắp ren nắp và thân hộp được gia cơng đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau gia cơng cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị , nhờ có chốt định vị , khi xiết bulơngkhơng bị biến dạng vịng ngồi ổ f:chọn cấp chính xác,Lắp ghép 1 . Chọn cấp chính xác Chọn cấp chính xác : 9 2 . Chọn kiểu lắp Ưu tiên sử dụng hệ thống lỗ vì khi đó có thể tiết kiệm được chi phí gia cơng nhờ giảm bớt được số lượng dụng cụ cắt và dụng cụ kiểm tra khi gia lỗ Kiểu lắp phối hợp trên bản vẽ : lắp nắp ổ lăn lên vỏ H7/d11 ;lắp bạc chặn giữa báng răng và ổ lăn F8/k6 ; lắp báng răng lên trục H7/k6 Để thuận tiện khi lắp ổ lăn ta chọn kiểu lắp ổ lăn lên trục k6 ; kiểu lắp ổ lăn lên vỏ hộp H7, cho cả ba cặp ổ Sai lệch giới hạn của kích thước then theo chiều rộng b h9 Sai lệch giới hạn của rãnh then trên trục , ghép có độ hở H9 3 . Dung sai Để lắp ghép vịng trong lên trục và vịng ngồi lên vỏ ,người ta sử dụng các miền dung sai tiêu chuẩn của trục và lỗ theo TCVN 22457 phối hợp với các miền dung sai của các vịng ổ Miền dung sai Kích thước mm H7 F8 Sai lệch giới hạn m Trên 30 +25 +64 đến 50 +25 Trên 50 +30 +76 đến 90 +30 Trên 90 +35 đến 120 Miền dung sai và sai lệch giới hạn của lỗ với các kiểu lắp ưu tiên : Miền Kích thước mm dung sai k6 d11 Sai lệch giới hạn m Trên 30 đến 50 Trên 50 đến 80 Trên 80 đến 120 +18 +2 +21 +2 +25 +3 100 290 120 340 Miền dung sai và sai lệch giới hạn của lỗ với các kiểu lắp ưu tiên : Phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc: Phương pháp lắp ráp các tiết máy trên trục: ổ lăn được lắp trên trục bằng phương pháp ép trực tiếp hoặc phương pháp nung nóng, để tránh biến dạng đường lăn và khơng cho các lực khi lắp tác dụng trực tiếp qau các con lăn, cần tác dụng lực đồng đều trên vịng trong khi lắp ổ trên trục hoặc vịng ngồi trên vỏ , mặt khác để dễ dàng lắp ổ trên trục hoặc vỏ , trước khi lắp cần bơi một lớp dầu mỏng nên trục hoặc lỗ hộp. Khi lắp ổ lăn khơng được dùng búa đóng trực tiếp lên ổ Dùng một ống tuýp dài hoặc dụng cụ tương tự để lắp ổ Lắp bánh răng, khớp nối , đĩa bánh xich ta dùng phương pháp ép trực tiếp hoặc nung nóng với phần dẫn hướng như trên ta đã nêu, bánh răng và bánh vít cần được lắp đúng vị trí đã định , nếu chiều dài mayơ lớn hơn nhiều so với đường kính trục tại chỗ lắp ghép thì cần có biện pháp đơn giản để khống chế theo phương dọc trục ở đây dùng bạc cách và mặt mút của vịng ổ để định vị bánh trên trục. Khi sử dụng cần đảm bảo sự tiếp xúc chính xác giữa các mặt mút bánh răng, bạc chặn. Muốn vậy chiều dài bạc cần phải đảm bảo chính xác và phải dài hơn đoạn trục lắp bạc Phương pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền: Sai số về chế tạo các chi tiết theo kích thước chiều dài và sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh răng trên trục khơng chính xác. Đối với bộ truyền bánh răng trụ để bù vào những sai số đó thường lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh răng lớn Tài liệu tham khảo trương tất đích : chi tiết máy t1,2 NXB Giao thơng vận tải 2001 trịnh chất –lê văn uyển tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí t1,2 NXB Giáo dục 2003 ngun trọng hiệp –chi tiét máy t1,2 NXB Giáo duc 2003 Muc lục Trang Lời nói đầu Phần I : chọn động cơ điện Phần II: Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc A: tính tốn bộ truyền bánh răng trong hộp giam tốc I: Tính tốn thiết kế bộ truyền cấp nhanh II: Tính tốn thiết kế bộ truyền cấp chậm 15 III : Tính tốn bộ truyền ngồi 23 B: tính tốn trục 30 Trục I Trục II Trục III 32 35 38 C: tính then 42 D: chọn ổ lăn 44 E: thiết kế vỏ hộp, bơI trơn và điều chỉnh sự ăn khớp 48 F:chọn cấp chính xác 53 G: phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc 54 .. .Thiết? ?kế? ?trạm? ?dẫn? ?động? ?xích? ?tải Lời nói đầu Đ ối với nhiều nghành trong các trờng đại học kỹ thuật ,sau khi học xong phần lý? ?thuyết? ?về ? ?Chi? ?tiết? ?máy, học sinh buớc sang giai đoạn? ?thiết? ?kế. .. phần ii: tính tốn? ?thiết? ?kế? ?chi? ?tiết? ?máy A.TíNH TN Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP giảm TốC I ) Tính tốn thiết? ? kế? ?bộ truyề n bánh răng cấp nhanh ( bán h răng nghiê ng ) Chọn vật liệu Do giả? ?thiết? ?tải? ?trọng tác ... 3/ Xác định số vịng quay đồng bộ Số vịng quay của trục máy cơng tác đĩa? ?xích? ?tải nlv = 60000. v z.t trong đó : v: vận tốc? ?xích? ?tải? ?(m/s) z: số răng đĩa? ?xích? ?tải t: bước? ?xích? ?của? ?xích? ?tải? ?(mm) 0.2 8.125