Đồ án thiết kế chi tiết máy

Tài liệu giúp người đọc có thêm kiến thức về cách thiết kế hộp số dẫn động và truyền động trong thực tế, có các dạng bài tính toán sao cho tối ưu nhất trong quá trình thiết kế. Đồ án này giúp các bạn tham khảo thêm trong quá trình thiết kế.

Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh KHOA CƠ KHÍ Đồ án THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Lớp: CK14CTM2 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Thạnh Sinh viên thực hiện: Trần Bá Nhất MSSV: 1412664 Năm Học 2016-2017 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH trọng công đại hoá 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 trị quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận 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 Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật ; 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 hồn thiện kỹ vẽ Cơ khí, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VĂN THẠNH bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều q trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Mục lục Đề số 03: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH Hệ thống dẫn động băng tải gồm: 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Băng tải (Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc giờ) Phương án Lực vòng băng tải F,N Vận tốc băng tải v, m/s Đường kính tang dẫn D (mm) Thời gian phục vụ L (năm) Số ngày làm/năm Kng, ngày Số ca làm ngày, ca t1 giây t2 giây T1 T2 • 24 4000 1,1 350 330 27 29 T 0,6T YÊU CẦU 01 thuyết minh, 01 vẽ lắp A0; 01 vẽ chi tiết • NỘI DUNG THUYẾT MINH Xác định công suất động phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy: a Tính tốn truyền hở (đai xích) b Tính truyền hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít) c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực d Tính toán thiết kế trục then e Chọn ổ lăn nối trục f Chọn thân máy, bu lông chi tiết phụ khác Chọn dung sai lắp ghép Tài liệu tham khảo SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống • Hiệu suất truyền động  Với: Hiệu suất truyền xích Hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng Hiệu suất truyền bánh trụ thẳng Hiệu suất ổ lăn Hiệu suất nối trục đàn hồi 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết  Cơng suất tính tốn N SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH  Công suất cần thiết 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ động  Số vòng quay động trục cơng tác ( vịng/ phút)  Chọn sơ tỉ số hệ thống Với  Số vòng quay động 1.1.4 Chọn động điện  Động điện có thơng số phải thỏa mãn:  Tra bảng P1.3 trang 237 tài liệu [1] ta chọn: SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH Động 4A112M4Y3 1.2 Phân phối tỉ số truyền  Tỉ số truyền chung hệ thống dẫn động  Tra bảng 3.1 trang 43 Tài liệu (1) ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp đồng trục: Vậy tỉ số truyền truyền xích: 1.3 Bảng đặc trị 1.3.1 Phân phối công suất trục • • • SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy • 1.3.2 Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH Tính tốn số vịng quay trục     1.3.3 Tính tốn momen xoắn trục      1.3.4 Bảng đặc tính Trục Thông số Công suất (kW) Động I II III Công tác 5,52 5,47 5,2 4,94 4,4 SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 Tỷ số truyền u Số vòng quay 1425 (vòng/phút) Momen xoắn (Nmm) GVHD: N.VĂN THẠNH 4,32 1425 2,78 329.86 1,978 118.56 PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế truyền xích 2.1.1 Chọn loại xích SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 60 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH • Cơng suất đĩa xích nhỏ truyền xích cơng suất trục 3: P3=4,94 (Kw), với số vịng quay đĩa xích nhỏ n3= 118,65 (vịng/phút) • Vì số vịng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống lăn 2.1.2 Thông số truyền  Theo bảng 5.4 Tài liệu [1], với u=1,978 chọn số đĩa xích nhỏ số đĩa xích lớn ,  Theo công thức (5.3) tài liệu [1], công suất tính tốn: Trong đó: với z1=25, kz=25/27=0,926; với n01= 200 (vg/ph), kn=n01/n3=200/118,75=1,684 Theo công thức (5.4) bảng 5.6 Tài liệu (1): Với: k0=1: đường tâm xích làm với phương nằm ngang góc < 400 ka=1: khoảng cách trục a=(30÷50)pc kđc=1: điều chỉnh đĩa xích kđ=1,2: tải trọng động va đập nhẹ kc=1,25: làm việc ca ngày kbt=1,3: môi trường có bụi, chất lương bơi trơn II (đạt u cầu)  Theo bảng 5.5 Tài liệu (1) với n01=200 (vng/ph), chọn truyền xích dãy có bước xích pc=31,75mm thỏa mãn điều kiện bền mòn:  Đồng thời theo bảng (5.8), bước xích pc=31,75mmX=1,Y=0  Tải trọng quy ước: Tại B: SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 48 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 Với: GVHD: N.VĂN THẠNH : hệ số ảnh hưởng nhiệt độ : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Trang bảng 11.3 tài liệu (*) với tải trọng va đập nhẹ  Thời gian làm việc:  Khả tải động tính tốn: Vì  Tuổi thọ ổ: nên ổ đảm bảo khả tải động  Kiểm tra tải tĩnh: Với ổ đỡ ta chọn X0=0,6; Y0=0,5 Như 4.3 Ổ lăn trục III:  Số vòng quay nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh  Tải trọng tác dụng lên ổ: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 49 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: - Do tính kiểm nghiệm khả tải ổ theo - Lực dọc trục : -  Ta chọn sơ ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ 210 C =27,5 C0 =20,2  Chọn hệ số X, Y: Đối với ổ không chịu lực hướng tâm =>X=1,Y=0  Tải trọng quy ước: Tại B: Với: : hệ số ảnh hưởng nhiệt độ : hệ số kể đến đặc tính tải trọng Trang bảng 11.3 tài liệu (*) với tải trọng va đập nhẹ  Thời gian làm việc:  Khả tải động tính tốn: Vì nên ổ đảm bảo khả tải động SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 50 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH  Tuổi thọ ổ:  Kiểm tra tải tĩnh: Với ổ đỡ dãy α=120 ta chọn X0=0,6; Y0=0,5 Như nên ổ đảm bảo điều kiện bền tĩnh PHẦN 5: CHỌN THÂN MÁY, BULONG, CÁC CHI TIẾT PHỤ 4.1 Chọn thân máy: Yêu cầu: - Chỉ tiêu hộp giảm tốc khối lượng nhỏ độ cứng cao - Vật liệu làm vỏ gang xám GX15-32 - Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp gân, mặt bích, gối đỡ, … SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 51 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH - Bề mặt lắp ghép nắp thân cạo mài để lắp sít, lắp có lớp sơn mỏng sơn đặc biệt - Chọn bề mặt ghép nắp thân: song song mặt đế - Mặt đáy phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng chỗ tháo dầu lõm xuống 4.1.1 Xác định kích thước vỏ hộp: Tên gọi Biểu thức tính tốn Chiều dày: - Thân hộp, δ δ = 0,03a + = 12 mm - Nắp hộp, δ1 δ1 = 0,9δ = 9mm Gân tăng cứng: - Chiều dày, e e = (0,8 ÷ 1)δ = 10mm - Chiều cao, h h < 58 mm - Độ dốc khoảng 2o Đường kính: - Bulơng nền, d1 d1 > 0,04a + 10>12 = 20 mm - Bulông cạnh ổ, d2 d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = 14 mm - Bulơng ghép bích thân, d3 d3 = (0,8 ÷ 0,9)d2 = 12 mm - Vít ghép nắp ổ, d4 d4 = (0,6 ÷ 0,7)d2 = 10 mm - Vít ghép nắp cửa thăm, d5 d5 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = mm Mặt bích ghép nắp thân: - Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 = (1,4 ÷ 1,8)d3 = 20 mm - Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 = (0,9 ÷ 1)S3 = 18 mm - Bề rộng bích nắp thân, K3 K3 ≈ K2 - (3 ÷ 5) = 50-4=40 mm SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 52 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5) = 45 mm - Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2 - Tâm lổ bulông cạnh ổ: E2 C (là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lổ) - Chiều cao h E2 ≈ 1,6d2 = 22 mm R2 ≈ 1,3d2 = 18 mm h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulơng kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: - Chiều dày: khơng có phần lồi, S1 - Khi có phần lồi,Dd; S1; S2 S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5)d1 = 30 mm Dd xác định theo đường kính dao khoét S1 ≈ (1,4 ÷ 1,7)d1 = 30 mm S2 ≈ (1 ÷ 1,1)d1 = 22 mm K1 ≈ 3d1 = 55 mm - Bề rộng mặt đế hộp, K1 q q ≥ K1 + 2δ = 84 mm Khe hở chi tiết: - Giữa bánh với thành hộp ∆ ≥ (1 ÷ 1,2)δ = 14 mm - Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp ∆1 ≥ (3 ÷ 5)δ = 36 mm - Giữa mặt bên bánh với ∆ ≥ δ=14mm Z = (L + B)/(200 ÷ 300) = Số lượng bulơng nền, Z L=500mm B=266 mm 4.2 Các chi tiết liên quan đến kết cẩu vỏ hộp: 4.2.1 Chốt định vị: SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 53 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ (đường kính D) lắp nắp thân hộp gia công đồng thời Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, dùng chốt định vị Nhờ có chốt định vị, xiết bulơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ (do sai lệch vị trí tương đối nắp thân), loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng Ta dùng chốt định vị hình có thơng số sau: c l 36 d d1 d cx45 4.2.2 L Nắp ổ: - Che chắn ổ lăn khaoir bụi từ bên - Làm vật liệu GX14-32 - Kết cấu nắp ổ hộp giảm tốc, bảng 18.2 (tài liệu (*)): Trục I II III 4.2.3 D 72 80 90 D2 91 99 108 D3 110 118 126 h 8 d4 8(M8) 8(M8) 8(M8) z 4 Cửa thăm: Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên nắp có lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn theo bảng 18-5 [1] sau: A B A1 B1 C C1 K SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 54 R Vít Số lượng Đồ án Chi Tiết Máy 100 75 Đề số – Phương án 24 150 100 125 - GVHD: N.VĂN THẠNH 87 12 M8 x 16 Nút thông hơi: 4.2.4 Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên bên ngồi hộp, người ta dùng nút thông Nút thông lắp nắp cửa thăm Kích thước nút thơng (tra bảng 18-6 [1]): A B C D E M27x2 15 30 15 45 36 32 4.2.5 G H I K L M N 10 O P Q 22 32 18 R S 36 32 Nút tháo dầu: - Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn (do bụi hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu tra bảng 18-8 [1] (nút tháo dầu tru) - sau: 4.2.6 - d b m f l c q D S D0 M 16 x 1,5 12 23 13,8 26 17 19,6 Que thăm dầu: Đê kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 55 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH PHẦN 5: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Bảng dung sai lắp ghép bánh Kích Chi tiết thước Mối lắp (mm) Độ dôi Độ hở lớn lớn nhất +2 15 19 +2 15 19 +2 15 19 ES EI es ei ( µ m) ( µ m) ( µ m) ( µ m) +15 Bánh 35 H7/ k6 +21 Bánh 35 H7/ k6 +21 Bánh 35 H7/ k6 +21 Bánh 50 H7/ k6 +25 +2 18 23 +21 +21 +25 Ổ BI ĐỠ CHẶN Ổ vịng ngồi 0 -13 0 -13 0 -16 0 34 34 41 +15 +15 +18 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn Trục I Trục II Trục III d 62 72 85 H7/ h6 H7/ h6 H7/ h6 SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 56 Đồ án Chi Tiết Máy Trục I Trục II Trục III d 30 30 45 Đề số – Phương án 24 H7/ k6 H7/ k6 H7/ k6 GVHD: N.VĂN THẠNH +21 +21 +25 Ổ vòng +15 +2 +15 +2 +18 +2 15 15 18 19 19 23 -15 -15 -15 -15 -18 -18 Then (trục) 0 0 0 42 51 51 51 61 61 7 7 9 Bảng dungsai lắp ghép then (trục) Trục I Trục II Trục III bxh 10x7 10x8 10x8 10x8 12x9 12x8 P9/ h8 P9/ h8 P9/ h8 P9/ h8 P9/ h8 P9/ h8 -51 -51 -51 -51 -61 -61 -18 -22 -22 -22 -27 -27 Bảng dung sai lắp ghép then (bắn + nối trục +bánh xích ) Nối trục Br1 Br2 Br3 Br4 Đĩa xích 10x7 10x8 10x8 10x8 12x9 12x8 Js9/ h8 Js9/ h8 Js9/ h8 Js9/ h8 Js9/ h8 Js9/ h8 Then (bánh + bánh xích + nối trục) +18 -18 -22 18 +18 -18 -22 18 +18 -18 -22 18 +18 -18 -22 18 +21,5 -21,5 -27 21,5 +21,5 -21,5 -27 21,5 SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 57 4 48,5 48,5 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phương án 24 GVHD: N.VĂN THẠNH KẾT LUẬN Qua thời gian làm đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động khí, em nắm vững cách phân tích cơng việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho tốn thiết kế Vì đặc trưng nghiên cứu mơn học tính hệ truyền động nên qua giúp cho sinh viên có cách xử lý sát thực biết cách kết hợp với kiến thức học để tính toán chọn phương án tối ưu cho thiết kế Dù cố gắng hoàn thành đồ án với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng có hướng dẫn cụ thể quý thầy cô khoa Cơ khí hiểu biết cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắn đồ án cịn có nhiều thiếu sót bất cập Vì vậy, em mong sửa chữa đóng góp ý kiến q thầy để em rút kinh nghiệm bổ sung thêm kiến thức Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q thầy khoa Cơ khí hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Thạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục, 2003 [2] Nguyễn Hữu Lộc: Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 [3] Trần Hữu Quế: Vẽ kỹ thuật khí, tập Nhà xuất giáo dục, 2001 [4] Đỗ Kiến Quốc (chủ biên): Sức bền vật liệu Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 58 ... 245 43, 69 55 14 238 ,4 30 572,24 d (mm) 26 5,82 20,16 0,9 0,84 - 23, 66 - 30 6,26 3, 46 13, 53 0,88 0,81 40,94 39 ,78 28, 53 36 22,65 6,8 18,9 0,86 0,79 13, 25 62,16 12,96 40 0 0,85 0,78 - - - 45 23, 5 4, 53. .. Trục II: Fa2 Ft2 Fr2 Ft3 52 A RAx Fr3 66 65 Fr2 M2 Ft2 RAy B Ft3 Fr3 RBx RBy 26774, 83 14 630 , 63 Mx 30 822,0 My 1 233 20,8 176771,15 SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 37 Đồ án Chi Tiết Máy Đề... Trục I II Đường kính 26 1427,67 31 53, 19 30 2650,72 530 1,44 36 39 13, 08 84 93, 52 40 62 83, 16 12566 ,37 45 7611 ,3 16557,47 SVTH: Trần Bá Nhất – MSSV:1412664 Trang 43 Đồ án Chi Tiết Máy III Đề số – Phương