Chi tiết máy

Chi tiết máy

Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 1 - . CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn đảm bảo yêu cầu công suất trên trục là 4kw số vòng quay trên trục thùng trộn là 52 vòng/phút, thời gian phục vụ là 7 năm, quay một chiều, làm việc một ca, tải trọng va đập nhẹ (một năm làm việc 300 ngày, một ca 8 giờ). Chế độ tải trọng cho như hình sau: T1=T, T2=0,9T, t1=48, t2=15 Để thỏa mãn yêu cầu trên ta sử dụng hộp giảm tốc đồng trục làm giảm vận tốc từ động cơ vào trục thùng trộn. Hộp giảm tốc này có đặc điểm là đường tâm của trục và và trục ra là trùng nhau. Do đó có thể giảm bớt chiều dài hộp giảm tốc, giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn gàng. Tuy nhiên khi sử dụng hộp giảm tốc đồng trục ta nên chú ý đến một số khuyết điểm của nó:  Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn cấp nhanh trong khi khoảng cách của hai trục bằng nhau.  Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạp kết cấu gối đỡ và gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ này.  Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn nên muốn đảm bảo trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 2 - . CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 2.1 Chọn động cơ điện 2.1.1 Ý nghĩa của việc chọn động cơ. Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp. Do đó việc chọn động cơ có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật lớn. Nếu chọn đúng động cơ thì động cơ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động của máy, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất phụ tải yêu cầu thì động cơ luôn làm việc quá tải, nhiệt độ tăng quá nhiệt độ phát nóng cho phép. Động cơ chóng hỏng. Nhưng nếu chọn công suất động cơ quá lớn thì sẽ làm tăng vốn đầu tư, khuôn khổ cồng kềnh, động cơ luôn làm việc non tải, hiệu suất động cơ sẽ thấp. khi chọn động cơ điện sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công suất động cơ. Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện: + Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép + Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn + Có mômen mở máy đủ lớn để thắng mômen cản ban đầu của phụ tải khi mới khởi động. 2.1.2 Chọn loại và kiểu động cơ Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ đó là: + Động cơ một chiều + Động cơ xoay chiều Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 3 - . Thông thường động cơ xoay chiều thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì có sức bền làm việc cao, moment khởi động lớn. Bên cạnh đó động cơ một chiều có thể điều chỉnh êm tốc độ trong phạm vi rộng, động cơ bảo đảm khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng. Nhưng giá thành đắt, khối lượng sữa chữa lớn và mau hỏng hơn động cơ xoay chiều và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu. Từ những ưu điểm trên ta chọn động cơ điện xoay chiều 2.2 Tính toán và phân phối tỷ số truyền 2.2.1 Chọn động cơ điện Để chọn động cơ điện ta cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi p là công suất trên trục ,η là công suất chung, Nct là công suất cần thiết, thì pNctη= [2.1] Trong đó 2412 3 4η ηη η η= 1η= 0.96- hiệu suất bộ truyền xích 2η= 0.97- hiệu suất bộ truyền bánh răng 3η= 0.995- hiệu suất của một cặp ổ lăn 4η= 1- hiệu suất khớp nối 44,5240,96.0,97 .0,995 .1pNkwctη== = Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn Nct.Trong tiêu chuẩn có nhiều loại động cơ điện thõa mãn điều kiện này. Chọn sơ bộ loại động cơ che kín quạt gió ( theo bảng 2P- TL2) ký hiệu A02-42-2 công suất định mức 5,5kw, có số vòng quay là 2910vg/ph, A02-42-4 công suất định mức 5,5kw, có số vòng quay là 1450vg/ph, A02-51-6, công suất định mức Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 4 - . 5,5kw, có số vòng quay là 970vg/ph. Nếu chọn động cơ điện có số vòng quay lớn thì tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị cũng tăng theo (trừ động cơ điện). Nhưng động cơ có số vòng quay lớn thì giá thành hạ hơn và ngược lại. Nếu chọn số vòng quay thấp thì tỷ số truyền động chung nhỏ do đó khuôn khổ của máy giảm và giá thành hạ. Vì vậy cần tiến hành tính toán cụ thể để chọn động cơ điện có số vòng quay sao cho giá thành của hệ thống dẫn động thùng trộn là nhỏ nhất. Đây là một việc làm rất cần thiết trong đời sống kinh tế hiện nay. Ở đây ta chọn động cơ A02-42-4 công suất động cơ Pdc= 5,5kw, có số vòng quay là ndc= 1450vg/ph. 2.2.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền động chung 145027,8852ndciiiixnh chnt==== [2.2] Trong đó ndcsố vòng quay của động cơ nt=52 số vòng quay của thùng trộn inh tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh ich tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng cấp chậm ix tỷ số truyền của bộ truyền xích Ta chọn ix= 4 theo bảng 3.2 [1] 27,886,974iuiinh chix⇒= = = = Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu ta lấy: 2,64ii unh ch=== Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 5 - . Thử lại số vòng quay của trục thùng trộn:145052 /2,64.2,64.4nvgph== đúng với yêu cầu đặt ra. 2.3 Kiểm tra điều kiện mở máy và quá tải của động cơ đã chọn - Mômen định mức của động cơ 5,5dmdc9550 9550 36,22dmdcn1450dcpTNm=== Trong đó dmdcp công suất định mức của động cơ ndc số vòng quay của động cơ. - Mômen mở máy của động cơ 1, 4 50, 08dmdcTT Nmmm== - Mômen lớn nhất trên trục động cơ 2,2 79,684axdmdcTT Nmm== - Mômen nhỏ nhất trên trục động cơ 0,5 18,11min dcdmTT Nm== - Mômen cho phép của động cơ 0,81 64,54maxcpTT Nm== - Mômen cản của động cơ 9550 29,76plvTNmcanndcη== - Mômen quá tải cực đại của động cơ 1, 4 41, 66ax qtTTcanm== Như vậy ta có: Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 6 - . 5,5w 4,5wdmdcT 29,76 50,08can41,66 64,54ax qtpkNkctNm T NmmmTNmTNmcpm=>==<==<= Kết Luận: Động cơ đã chọn thỏa mãn các điều kiện làm việc của hệ thống. Đảm bảo vận hành hệ thống dẫn động thùng trộn tốt. 2.4 Xác định các thông số động học và lực học trên các trục 2.4.1 Tính toán tốc độ quay của trục 1450( / )1450( / )1414501549,24( / )22,64549,242208,04( / )32,64nvgphdcndcnvgphnnvgphinhnnvgphichη===== === = Trong đó ndc số vòng quay của động cơ 1n số vòng quay của trục 1 n2 số vòng quay của trục 2 n3 số vòng quay của trục 3 2.4.2 Tính công suất trên các trục -Công suất danh nghĩa trên trục động cơ 4,5 wdc ctpN k== -Công suất danh nghĩa trên trục 1 1344,5.0,995 4,48 wdcpp kη η== = -Công suất danh nghĩa trên trục 2 21234,48.0,995.0,97 4,32 wpp kη η== = Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 7 - . -Công suất danh nghĩa trên trục 3 32234,32.0,995.0,97 4,17 wpp kη η== = 2.4.3 Tính mômen xoắn trên các trục 1112223334,59550 9550 29,6414504,489550 9550 29,5014504,329550 9550 75,11549,244,179550 9550 191,05208,44ctdcdcNTNmnpTNmnpTNmnpTNmn== === === === = Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 8 - . Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục tính được của hệ thống Trục Tỉ số truyềnTốc độ quay (vg/ph) Công suất (kw) Mômen xoắn (Nm) Trục động cơ 1 2,64 2,64 1450 4,5 29,64 Trục 1 1450 4,48 29,50 Trục 2 549,24 4,32 75,11 Trục 3 208,44 4,17 191,05 Thông số Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 9 - . CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 3.1 Tìm hiểu và chọn truyền động xích Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích. So với bộ truyền đai bộ truyền xích cơ những ưu điểm sau: - Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột - Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn - Kích thứơc bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và số vòng quay. - Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và đo đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn. Tuy nhiên bộ truyền xích có những nhược điểm là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa xích không theo đường tròn mà theo hình đa giác, do đó khi vào và ra khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn gây nên tải trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh xích thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích. Có 3 loại xích chính là xích ống, xích ống con lăn và xích răng. Xích ống đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con lăn, nhưng cũng vì thế mà bản lề mòn nhanh. Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với các bộ truyền không quan trọng mặc khác yêu cầu khối lượng nhỏ. Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 10 - . Xích ống con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống chỉ khác ngoài ống lắp thêm thêm con lăn, nhờ đó có thể thay thế ma sát trượt giữa ống và răng đĩa bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa. Kết quả là độ bền của xích con lăn cao hơn xích ống, chê tạo không phức tạp bằng xích răng, do đó xích con lăn được dùng khá rộng rải. Xích răng có khả năng tải lớn, làm việc êm, nhưng chế tạo phức tạp và giá thành đắt hơn xích con lăn. Từ những ưu điểm trên và do bộ truyền tải không lớn nên ta chon xích ống con lăn. 3.2 Chọn số răng đĩa xích - Chọn số răng của đĩa xích dẫn 129 2 29 2.4 21xzi=− =− = - Tính số răng đĩa xích bị dẫn 214.21 84xzzi== = 3.3 Xác định bước xích - Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích theo công thức (5.22) [1] 0da dcblvkkkkkkk= (3.1) Trong đó Kd=1 hệ số tải trọng động Ka=1 hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục K0=1,25 hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền Kdc=1,25 hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích (không có bộ phận căng xích) Kb=1 hệ số xét đến bôi trơn (nhỏ giọt) Klv=1 hệ số xét đến chế độ làm việc (1 ca) 1.1.1.1,25.1,25.1 1,56k⇒= = [...]... bánh nhỏ 995 N Lực dọc trục trên bánh lớn 954 N GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 29 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 CHƯƠNG 5 CHỌN KHỚP NỐI 5.1 Tìm hiểu và chọn khớp nối 5.1.1 Khái niệm Khớp nối (còn gọi là nối trục, ly hợp, khớp nối trục) là cụm chi tiết máy dùng để nối các trục( hoặc các chi tiết quay), để truyền chuyển động và công suất nhờ khớp nối, ta nối cá trục đồng tâm, hơi lệch... đảm bảo điều kiện uốn Kết luận: Đảm bảo độ bền dập của vòng đàn hồi và độ bền uốn của chốt GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 33 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 6.1 Định nghĩa Trục là chi tiết máy để đở các chi tiết quay, truyền mômen xoắn hoặc thực hiện cả hai nhiệm vụ trên 6.2 Chọn vật liệu Lựa chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện trục được... n z1 (inh + 1) = 18,840 2 A Chi u rộng bánh răng bị dẫn: b = ψ a A = 0, 25.100 = 25mm Chi u rộng bánh răng bánh dẫn: b=25+5=30mm Chi u rộng b phải thỏa mãn điều kiện b > 2,5.mn 2,5.2 = = 15,5 sin β sin18,840 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng Hệ số dạng răng tra theo bảng 3.18 [2] Bánh nhỏ y1=0,44 Bánh lớn y2=0,5 GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 21 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Lấy... 0,3)Ft , với Ft- lực vòng tác dụng lên vòng đàn hồi Kích thước của trục đàn hồi tra theo phục lục 11.5 (Bài Tập Chi Tiết Máy- Nguyễn Hữu Lộc) ta chọn nối trục đàn hồi d=16mm, D0=58mm, dm=30mm, l1=15mm, l2=22, c=3 D=(3,5-4)d=100mm GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 32 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Kích thước chốt: dc=10mm, lc=19m, ren M8, z=4 Kích thước ống cao su do=19mm, l0=15mm Chọn... Tuấn Hùng Trang 25 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 4.3.2 Xác định các thông số của bánh răng cấp chậm Các thông số hình học của bánh răng Do hộp giảm tốc đồng trục nên: Môđun mn=2mm Khoảng cách trục A=100mm Góc nghiêng β = 18,840 Chọn ψ a = 0, 40 Chi u rộng vành răng bánh bị dẫn: b=0,4.100=40mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn: b=45mm Đường kính vòng chia theo bảng 3-2 [2] d1 = mn z1... Fa1 = F1.tagα n = 391N GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 24 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Lực dọc trục trên bánh răng lớn theo công thức 6-18 [1] Fa 2 = F2 tagα n = 375 N Các thông số, kích thước, lực của bộ truyền bánh răng cấp nhanh Khoảng cách trục 100 mm Môdun pháp 2 mm Chi u rộng vành răng bánh bị dẫn 25 mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn 30 mm Tỷ số truyền 2.64 mm Số răng bánh 1... khớp ngoài Môđun mn=2mm Số răng Z1=26, Z2=69 Góc ăn khớp α n = 200 Góc nghiêng β = 18,840 Khoảng cách trục A=100mm GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 23 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Chi u rộng bánh răng b=35mm Đường kính vòng chia theo bảng 3-2 [2] d1 = mn z1 = 54mm cosβ m z d 2 = n 2 = 146mm cosβ Đường kính vòng đỉnh răng theo bảng 3-2 [2] De1 = 54 + 2.2 = 58mm De 2 = 146 + 2.2 = 150mm... Tuấn Hùng Trang 28 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Lực dọc trục trên bánh răng nhỏ theo công thức 6-18 [1] Fa1 = F1.tagα n = 995 N Lực dọc trục trên bánh răng lớn theo công thức 6-18 [1] Fa 2 = F2 tagα n = 954 N Các thông số, kích thước, lực của bộ truyền bánh răng cấp chậm Khoảng cách trục 100 mm Môdun pháp 2 mm Chi u rộng vành răng bánh dẫn 45 mm Chi u rộng vành răng 40 mm Tỷ số... đối với bánh dẫn và bị dẫn là GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 19 - Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 ⎡σ ⎤ = 486.1 = 278Mpa ⎣ F ⎦1 1,75 ⎡σ ⎤ = 468.1 = 267 Mpa ⎣ F ⎦2 1,1 4.3 Tính toán thiết kế cho từng cấp bánh răng 4.3.1 Xác định các thông số của bánh răng cấp nhanh Chon sơ bộ hệ số tải trọng K=1,4 Chọn hệ số chi u rộng bánh răng ψ a = 0, 25 Tính khoảng cách trục lấy θ ' = 1,25 Theo công... Nguyễn Tuấn Hùng Trang 20 - … Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đề số:4 Phương án số12 Theo bảng 3.12 [2] ta tính được Ktt=1 Giả sử b > 2,5.mn , với cấp chính xác sin β 9 và vận tốc vòng v= (3-8m/s) tra bảng 3.14 [2] ta tìm được kd=1,4 Do đó k=kttkd=1,4.1=1,4 Vậy hệ số k đúng với dự đoán nên không phải tính lại A Xác định môđun, số răng, góc nghiêng của răng và chi u rộng bánh răng Theo công thức 6-68 [1] . dụng hai loại động cơ đó là: + Động cơ một chi u + Động cơ xoay chi u Đồ án môn học Chi Tiết Máy . bảo trục đủ bền và đủ cứng phải tăng đường kính trục Đồ án môn học Chi Tiết Máy