Đề tài " Cơ sở thiết kế máy "

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY Đề tài " Cơ sở thiết kế máy " Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 1 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY MỤC LỤC Lời nói đầu trang 1 Phần I Chọn đông cơ điện và tính các thông số trang 2 I – Chọn động cơ điện trang 2 II – Phân phối tỷ số truyền trang 4 Phần II Thiế kế các bộ truyền trang 7 I – Thiết kế bộ truyền xích trang 7 II – Thiết kế bộ truyền cấp nhanh trang 10 III – Thiết kế bộ truyền cấp chậm trang 19 IV - Kiểm tra bối trơn và chạm trục trang 28 Phần III Thiết kế các chi tiết đỡ nối trang 31 I – Thiết kế trục trang 31 II - Tính chọn then trang 54 III – Tính chọn ổ lăn trang 58 IV – Chọn khớp nối trang 64 Phầnn IV Thiết kế vỏ hộp giảm tốc trang 64 I – Chọn mặt ghép vỏ hộp trang 66 II – Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp trang 66 Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 2 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY Lời nói đầu ất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là một sinh viên ngành Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy cô, giáo. Thiết kế đồ án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về phương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vaò việc thiết kế máy. Sau quá trình học tập em đã được giao đề tài thiết kế giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành được đồ án này. Đ Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn cũng như kiến thức về môn học này . Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em Thái Nguyên, Ngày … tháng … năm 2006 Sinh viên : Vũ Viết Trường Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 3 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ I - CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN. 1 – Chọn kiểu loại động cơ: Theo yêu cầu thiết kế và tính ưu việt của động cơ điện cần chọn do đó ta chọn động cơ điện 3 pha không đồng bộ Rôto lồng sóc. Vì động cơ này có nhiều ưu điểm như: Kết cấu đơn giản, giá thành hạ,dễ bảo quản,làm việc tin cậy và có thể lắp trợc tiếp vào lưới điện 3 pha mà kgông cần biến đổi dòng. 2 – chọn công suất động: Chọn theo điều kiện nhiệt độ. Khi làm việc thì nhiệt độ sinh ra không được quá mức cho phép. Vì tải trọng không đổi nên ta có: dc lv dc dm PP ≥ Trong đó dc dm P Công suất định mức của động cơ. dc lv P Công suất làm việc của trục động cơ. với ∑ = /ηPP ct lv dc lv h Σ Hiệu suất truyềng động từ trục động cơ tới trục công tác. h Σ = ∏ = n i i 1 η = h k .h o 4 .h non .h tru .h xich Tra bảng ta có: h k = 1; h non = 0.96 ; h tru = 0,97 ; h xich = 0,91 ; h ô = 0,99 . => h Σ = 1.0,99 4 .0,96.0,97.0,91 = 0,814 mà 18,9 1000 6600.1,35 1000 .vF P t ct lv === KW Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 4 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY Vậy 946,10 814,0 91,8 η P P ct lv dc lv === ∑ KW Theo điều kiện dc lv dc dm PP ≥ và lấy theo tiêu chuẩn ta được công suất định mức trên trục động cơ là dc dm P = 15 KW. 3 – Số vòng quay đồng bộ. a) Chọn số vòng quay của trục công tác n ct . Với trạm dẫn động băng tải nên ta chọn n ct = 608,49 3,14.520 35,1.10.60 πD .10.60 33 == v v/ph b) Số vòng quay đồng bộ n đb . Chọn số đôi cực từ p = 1 ta sẽ có. n đb = 60.f/p = 60.50/2 =1500 v/ph Từ đó tính ra tỷ số truyền sơ bộ u sb u sb = n đb /n ct = 1500/49,608 = 30,237 So sánh u sb = 30,137 với khoảng tỷ số truyền nên dùng của Côn- tru ta thấy 8 _ 31,5 . Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ la: n sb = 1500 v/ph. Từ đó kiểuđộng cơ 4A được chọn có các thông số như trong bảng. Kiểu ĐC Công suất KW Vận tốc quay v/ph Cosj η% T max /T min T k /T dn 4A160S4X3 15 1460 0,88 89 2,2 1,4 5- Kiểm tra quá tải mở máy. a) Kiểm tra mở máy: Để thắng lực ì của hệ thống thì động cơ phải thoả mãn điều kiện sau Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 5 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY dc lbd dc mm PP ≥ Xác định công suất mở máy dc dm P 2115.1.4 T T PP dn k dc dm dc mm === KW Xác định công suất cản ban đầu trên trục. dc bd P 17,51410,496.1,6.kPP bd dc dm dc bd === KW Vậy điều kiện dc bd dc mm PP ≥ được thoả mãn. b) Kiểm tra quá tải. Với sơ đồ tảI trọng không đổi ta không cần kiểm tra quá tải. II – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN. 1 – Tỷ số truyền tổng n Σ n Σ được xách định theo công thức u Σ = n đc /n ct = 1460/49,608 = 29,431 2 – Tỷ số truyền ngoài hộp. Tỷ số truyền ngoài hộp được xác định theo công thức: u ng = 1,2431,290,15.u0,1).(0,15 ==÷ ∑ Từ đó ta có: u h = u Σ /u ng = 29,431/2,1 =14,015 3 – Tỷ số truyền trong hộp. Với hộp gảm tốc côn trụ ta có u h = u 1 .u 2 trong đó u 1 Tỷ số truyền cấp nhanh u 2 Tỷ số truyền cấp chậm Ta có u 2 = 183,3015,1432,1u32,1 3 h == 3 => u 1 = u h /u 2 = 14,015/3,183 = 4,403 Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 6 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY III – XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC. 1- Tốc độ quay trên các trục: a) Trục I n I = n đc = 1460 v/ph b) Trục II n II = n I /u I = 1460/4/403 = 331,592 v/ph c) Trục III n III = n II /u II = 331,592/3,183 = 104,176 v/ph d) Trục IV n IV = n III /u ng =104,176/2,1 = 49,608 v/ph 2 – Tính công suất trên các trục. a) Trục I P I = P lv đc .h k .h ô = 10,946.1.0,99 = 10,836 KW b) Trục II P II = P I .h ô .h côn = 10,836.0,99.0,96 = 10,3 KW b) Trục III P III =P II .h ô .h trụ = 10,3.0,99.0,97 = 9,89 KW b) Trục IV P IV = P III .h ô .h xích = 9,89.0,99.0,91 = 8,91 KW 3- Tính mômen xoắn trên các trục. a) Mômen xoắn trên trục động cơ: T đc = 71598,836 1460 .10,9469,55.10 n P.9,55.10 6 dc dc lv 6 == KW b) Trục I T I = 70879,315 1460 .10,8369,55.10 n P.9,55.10 6 I I 6 == KW c) Trục II T II = 672,296644 592,331 3,10.9,55.10 n P.9,55.10 6 I I 6 == I I KW d) Trục I Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 7 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY T II = 906633,966 104,176 .9,899,55.10 n P.9,55.10 6 II III 6 == KW e) Trục IV T IV = 1715257,62 49,608 .8,919,55.10 n P.9,55.10 6 IV IV 6 == KW Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 8 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 4- Lập bảng thông số. T.SÔ Trục u n (v/ph) P (KW) T (Nmm) Động cơ 1 I 4,403 II 3,183 III 2,1 IV Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 9 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY PHẦN II THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG I – THẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH. 1 – Chọn loại xích. Hệ thống có công suất nhỏ và tảI trọng nhỏ nên ta chọn loại xích là xích ống con lăn, một dãy. 2 – Xác định các thông số của bộ truyền. +) Chọn số răng đĩa xích: Theo bảng 5-4 (I) với TST u = 2,1 ta chọn số răng đĩa nhỏ là Z 1 = 27 Suy ra số răng đĩa lớn Z 2 =u.Z 1 = 2,1.27 = 56,7 Số răng đĩa lơn nên chọn là số lẻ nên ta có Z 2 = 57 < Z max = 120 => TST thực là: u= Z 2 /Z 1 = 57/27 =2,111 +) Xác định bước xích p: Bước xích p được xác định theo điều kiện đảm bảo về độ bền mòn của bộ truyền được viết dưới dạng: P t =P.k.k z .k n ≤ [ P ] Trong đó P t , P, [P] lần lướt là cống suất tính toán, công suất cần truyền, và cống suất cho phép của bộ truyền. Với P = P III = 9,89 KW k z Hệ số răng k z = Z 01 /Z 1 = 25/27 = 0,926 Theo công thức 5.4 và bảng 5-6 (I) ta có: k o .k a .k dc .k d .k c .k bt k 0 Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ tuyền. K 0 = 1 k a Hệ số kể đến ảnh hưởng của khoảng cách trục, vì chọn a= 40p nên k a = 1 k đ/c Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng. Vì không điều chỉnh nên k đ/c = 1,25 k bt Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc bôI trơn ( đạt yêu cầu) nên k bt = 1,3 Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 10 - [...]... 3,14.520.49,315.60.10-3 = 1,342 m/s Vậy ∆v% = 1,342 − 1,35 100 = 0,6% < 4% 1,342 Vậy sai số vận tốc trên băng tải là không đáng kể Bộ truyền thiết kế đạt yêu cầu Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 35 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY PHẦN III THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY ĐỠ NỐI I – THIẾT KẾ TRỤC 1- Chọn vật liệu Với hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình chọn vật liệu là thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB170 ÷... Theo 6.48 Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 30 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY σF3max = σF3.kqt = 127,3.1,6 = 203,68 < [σF3]max = 387 Mpa σF4max = σF4.kqt = 122,2.1,6 = 195,52 < [σF4]max = 292,4 Mpa Vậy bánh răng đảm bảo độ bền quá tải Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 31 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 8- Lập bảng thông số STT Thông số Kí hiệu Giá trị 1 Khoảng cách trục... 270 Mpa1/3 - ZH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dáng bề mặt tiếp xúc Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 26 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN ZH = BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 2 cos(β b ) sin(2 a t w ) αtw = αt = arctg(tgα/cos βm) = 20,2664 o - - βb : Góc nghiêng trên mặt trụ cơ sở; tg βb = cos αt tg β => tg βb = cos 20,2664 o.tg 9,696o = 0,165 => βb = 9,363o vậy ZH = 2 cos(9,363) = 1,7425 sin(2 20,2664) - Ze: Hệ số... dịch chỉnh đều x1 = 0,4 và x2 = - 0,4 - Xác định lại chiều dài côn ngoài Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 17 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 2 Re = 0,5.mte Z1 + Z 2 = 0,5.3 27 2 + 119 2 = 183,037 mm 2 5- kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc phải thoả mãn điều kiện sau: 2 T1 k H u 2 + 1 m σ H = ZM Z H Zε ≤ [σ H ] Trong đó 2 (0,85 b d m1 ) u m - ZM: Hệ số kể đến cơ tính của... 92,93 mm df4 =312,07 mm 11 Đường kính vòng cơ sở db db3 = 94,373 mm db4 = 300,3 mm 12 Đường kính đỉnh răng ngoài dae dae1 = 89,192 mm dae2 = 357,796 mm 13 Góc Propin răng αt αt = 20,2664o 14 Góc côn đỉnh αtw αtw = 20,2664o 15 Góc côn đáy εα εα= 1,7275 IV- kiểm tra bôi trơn và chạm trục Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 32 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 1 -Kiểm tra bôi trơn Với vận tốc vòng... răng θf θf1 = 0,77o θf2 = 1,4834o 14 Góc côn đỉnh δa δa1 = 14,266o δa2 = 77,987o 15 Góc côn đáy δf δf1 = 13,013o δf2 = 75,734o III -THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM (Bánh răng trụ răng nghiêng) Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 22 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 1- Chọn vật liệu Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 ÷ 240 có σb3= 750 MPa, σch3 = 450 MPa - Bánh lớn : Thép 45 thường... Fvd = 13.1-7.nIII/p3.m Fvd = 13.10-7.104,176.38.13 1 =7,49 N kd Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các dãy kd = 1 kđ Hệ số tải trọng động theo bảng 5-6(I) kđ = 1 Theo bảng 5-12(I) ta có A = 395 mm và E = 2,1.105 Mpa Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 12 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN σ H = 0,47 => Vậy BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY 0,42(5537, 514.1 + 7,49).2,1 10 5 = 523 Mpa 395.1 σH < [σH] bộ truyền đảm bảo độ... vậy ta có [σH3]max = 2,8.450 = 1260 MPa Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 24 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY [σH4]max = 2,8.340 = 952 MPa +) ứng suất uốn khi quá tải [σF]max = 0,86σch vậy ta có [σF3]max = 0,86.450 = 387 MPa [σF4]max = 0,86.340 = 292,4 Mpa 3 - Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền a) Xác định khoảng cách trục: Ta có công thức : aw = ka.(u + 1) 3 T2 k Hβ 2 [σ H ]sb... 296644 ,672.1,06 = 210,94 391,315 2.3,183.0,4 mm Chọn aw = 210 mm 4- Xác định thông số ăn khớp Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 25 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY +) Xác định môđun ta có m = (0,001 ÷ 0,02)aw = 2,1 ÷ 4,2 mm Kết hợp với bảng 6-8 (I) chọn môđun tiêu chuẩn m = 3 mm Sơ bộ chọn góc nghiêng β = 10o +) Số răng bánh nhỏ: Z3 = 2.a w cos β 2.210 cos10 = = 32,96 Chọn Z3 = 33 m.(u... – THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 1 -Chọn vật liệu Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu như sau: - Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 ÷ 285 có σb1= 850 MPa, σch1 = 580 MPa - Bánh lớn : Thép 45 tôI cảI thiện đạt độ răn: HB192 ÷ 140 có σb2 = 750 MPa, σch2 = 450 Mpa 2- Xác định ứng suất cho phép Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 13 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ . MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY Đề tài " Cơ sở thiết kế máy " Svtk: Vò viÕt trêng K39MG trang - 1 - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN BỘ MÔN : CƠ SƠ THIẾT KẾ MÁY MỤC. kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vaò việc thiết kế máy. Sau quá