Tài liệu ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY (Đề số 04) ppt

HỌC VIỆN PHÒNG KHÔNG – KHÔNG QUÂN KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY (Đề số 04) Giáo viên hướng dẫn: Phạm Đức Cảnh Học viên thực hiện: Nguyễn Như Hiền Lớp: Máy bay động cơ 10 Đơn vị: c72 – d7 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2010 LỜI NÓI ĐẦU Môn học chi tiết máy là một trong những môn học cơ sở chuyên ngành giúp cho học viên học tập các môn chuyên ngành sau này được tốt hơn. Đặc biệt trong quá trình học của môn học có 1 phần làm đồ án môn học dành cho học viên. Đây là đồ án đầu tiên của ngườ học viên giúp cho học viên làm quen với việc thiết kế, chế tạo các chi tiết máy trong một hệ thống dẫn động - là công việc chủ yếu của người kỹ sư cơ khí. Mục đích giúp học viên biết phương hướng nghiên cứu, lựa chọn tối ưu khi thiết kế, rèn luyện kĩ năng tính toán để thực hành thiết kế một số chi tiết máy đơn giản, đồng thơì giúp học viên tổng hợp một số kiến thức cơ bản về sức bền, vẽ kĩ thuật và biết cách tra cứu sổ tay, tài liệu, … Trong đồ án này nhiệm vụ chủ yếu là thiết kế và lắp đặt hệ thống dẫn động băng tải gồm bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng và bộ truyền xích. Các phần tính cơ bản là: tính chọn động cơ điện, tính toán các bộ truyền cơ khí, then, chọn ổ lăn, chọn vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết máy chuẩn khác. Nhiệm vụ cuối cùng là thực hiện bản vẽ lắp: hộp giảm tốc, bánh răng. Đây là bước giúp học viên rèn luyện tính thận trọng, tỉ mỉ và đầu óc tư duy sáng tạo để hoàn thành nội dung công việc được giao. Lầ đồ án đầu tiên trong quá trình học tập tại Học viện Phòng không không quân nên trong quá trình làm không thể tránh được sai sót do kiến thức còn hạn chế rất mong sự tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo của các đồng chí giảng viên trong bộ môn. Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2010 2 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Người thực hiện Nguyễn Như Hiền 3 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền MỤC LỤC Phần Nội dung Trang I I II III IV Tính chọn động cơ Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền Kiểm nghiệm động cơ Tính toán và phân phối tỉ số truyền Các thông số động học và lực của các trục 04 06 06 06 II A B C Thiết kế, tính toán các bộ truyền Tính toán thiết kế bộ truyền đai Tính toán bộ truyền bánh răng Tính toán bộ truyền xích 08 13 20 III Tính toán thiết kế trục Tính toán thiết kế trục dẫn bánh răng nhỏ 28 4 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền PHẦN I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ I.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 1.Chọn loại động cơ điện : Vì khả năng sử dụng rộng rãi, kết cấu đơn giản ,độ làm việc tin cậy, giá thành rẻ và dễ bảo quản, đối với hệ thống dẫn động băng tải đã yêu cầu ta chọn động cơ đồng bộ 3 pha. Để tránh các tác động cơ học từ bên ngoài, động cơ cần trang bị lưới bảo vệ kín. Động cơ được chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau : - Không phát nóng quá nhiệt cho phép - Điều kiện mở máy : qtdcmm TT > - Điều kiện quá tải : [ ] qtdcdc TT > 2.Các kết quả tính toán trên băng tải : a. Momen thực tế trên băng tải: Nm DP T tb 3120 2 52,0.12000 2 . === b. Vận tốc vòng của băng tải: - Vận tốc góc của băng tải : R v bt 1000= ω (rad/s)M - Vận tốc vòng của băng tải: 2000.60. 2000.60.0,15 5,5 2 . 2 .520 bt v n D π π = = = (vòng/phút) c. Số vòng quay đồng bộ của động cơ: p f n db .60 = Trong đó : f là tần số dòng xoay chiều với f = 50Hz p là số đôi cực từ , chọn p = 4 ⇒ 60.50 750 4 db n = = (vòng/phút) d. Momen đẳng trị trên trục băng tải: ∑ ∑ = = = n i i n i ii dtbt t tT T 1 1 2 . = 21 2 2 21 2 1 2 ttt tTtTtT mm mm mm ++ ++ Trong đó : 1 2,1 TT mm = (Nm), 12 7,0 TT = st mm 3= : thời gian mở máy,do mm t quá nhỏ nên ta lấy mm t =0. ht 4 1 = : thời gian toàn tải ht 2 2 = : thời gian non tải 5 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Thay các giá trị trên vào công thức, ta có : 2 2 1 1 .4 (0,7 ) .2 2842,45 6 dttb T T T + = = (Nm) với 1 3120 bt T T= = Nm e. Công suất đẳng trị trên trục băng tải: . 2842,46.5,5 1,637 9550 9550 dtbt bt dtbt T n P = = = (kW) f. Công suất đẳng trị trên trục động cơ: ht dtbt dtdc p p η = Trong đó : 4 . . . ht br ô x d η η η η η = Với: + Hiệu suất khớp nối: kn η + Hiệu suất truyền động của cặp ổ lăn: ôl η + Hiệu suất một cặp bánh răng trụ trong hộp giảm tốc: br η + Hiệu suất bộ truyền xích: x η + Hiệu suất bộ truyền đai: d η Tra bảng ta có 0,96 br η = , 0,992 ôl η = , 92,0= x η , 0,96 d η = ⇒ 4. 0,96 .0,992 .0,92.0,96 0,821 ht η = = ⇒ 1,637 1,993 0,821 dtdc p = = (kW) Để hệ thống dẫn động băng tải làm việc bình thường, ta chọn dc dtdc p p≥ và động cơ có số vòng quay trung bình đảm bảo tỷ số truyền của hệ thống hợp lý, đảm bảo hệ số công suất . Dựa vào bảng P1.1 (sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta chọn động cơ điện sau: ` Kiểu động cơ Công suất KW Vận tốc quay vg/ph cos ϕ ax dn m T T dn k T T f = 50Hz 4A112MA8Y3 2,2 750 0,71 2,2 1,8 6 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền II/ Kiểm nghiệm động cơ: 1. Kiểm nghiệm quá tải: Theo điều kiện [ ] qtdcdc TT ≥ [ ] dc T T ht .2. η = 9550 .2,2 28,01 750 T = = , → [ ] dc T 0,821.2.28,01 46= ≈ Nm 5,1. . .9550 . htdc bt cqtqtdc n P TKT η == → 9550.1,637.1,5 38,08 750.0,821 qtdc T = = Nm Ta có: [ ] dc T > qtdc T → Vậy điều kiện quá tải thỏa mãn. 2. Kiểm nghiệm mở máy: Theo điều kiện qtdcmm TT ≥ Lại có 1,5 1,5.28,01 42,015 mm mm T T Nm T = ⇒ = = ⇒ qtdcmm TT > ⇒ Vậy điều kiện mở máy thoả mãn. III. Phân phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền 750 136,36 5,5 dc bt n u n ∑ = = = Mà . h ng u u u ∑ = Tra bảng 2.4 trang 21 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí: u h : tỉ số truyền của hộp giảm tốc u ng : tỉ số truyền ngoài hộp . ng d x u u u= u kn : tỉ số truyền của khớp nối ( 1 kn u = ) Tra bảng ta lấy: 5 x u = , 5 d u = ⇒ h u 136,36 5,45 . . 5.1.5 x kn d u u u u ∑ = = ≈ u h : Tỉ số truyền bánh răng trụ răng nghiêng IV. Các thông số động học và lực của các trục: 1. Tốc độ quay của các trục: • Trục động cơ: 750 dc n = (vòng/phút) • Trục I: 750 750 1 dc I kn n n u = = = (vòng/phút) • Trục II: 750 150 5 I II d n n u = = = (vòng/phút) 7 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền • Trục III: 150 27,52 5,45 II III h n n u = = = (vòng/phút) • Trục IV: 27,52 5,5 5 III IV x n n u = = ≈ (vòng/phút) 2. Công suất trên các trục: • Trục động cơ: 1,993 dc dc lv P P= = (kW) • Trục I: ô . . 1,993.1.0,992 1,98 I dc kn l P P η η = = = (kW) • Trục II: ô . . 1,98.0,96.0,992 1,89 II I d l P P η η = = = (KW) • Trục III: ô . . 1,89.0,96.0,992 1,8 III II br l P P η η = = = (KW) • Trục IV: ô . . 1,8.0,92.0,992 1,643 IV III x l P P η η = = = (KW) 3. Mômen xoắn trên các trục: • Trục động cơ: T dc = 1,993 9550. 9550. 25,403 750 dc lv dc P n = = (Nm) • Trục I: 1 1,98 9550. 9550 25,212 750 I I P T n = = = (Nm) • Trục II: 2 1,89 9550. 9550. 120,33 150 II II P T n = = = (Nm) • Trục III: 3 1,8 9550. 9550. 624,64 27,52 III III P T n = = = (Nm) • Trục IV: 4 1,643 9550. 9550. 2852,85 5,5 IV IV P T n = = = (Nm) Vậy ta có bảng kết quả sau: 8 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Trục Thông số Trục động cơ I II III IV Tỉ số truyền 1 5 5,45 5 Tốc độ quay (vòng/phút) 750 750 150 27,52 5,5 Công suất (kW) 1,993 1,98 1,89 1,8 1,643 Momen xoắn (Nm) 25,403 25,212 120,33 624,64 2852,85 9 h y o b o b Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số của động cơ và tỷ số truyền của bộ truyền đai: 750( / ) dc n v p= ; 2,2 dc N kw= ; 5 d u = Ở đây: Trục dẫn quay với vận tốc của trục động cơ(trục I) Trục bị dẫn là trục II với 150( / ) II n vg ph= 1. Chọn loại đai: Momen xoắn trên trục dẫn 19,25 I T = (Nm) Theo bảng 4.13 tr59 tập1 TTTKHDĐCK ta có thể chọn loại đai hình thang Б Loại đai Kí hiệu Kích thước mặt cắt o b b h o y Mặt cắt thường Б 14 17 10,5 4,0 138 3350 140 2. Xác định đường kính bánh đai: a. Bánh đai nhỏ: Đường kính bánh đai nhỏ: 1 140d mm= *Tính vận tốc đai: 1 3 3 3,14.140.750 5, 495 60.10 60.10 I d n v π = = = m/s 10 [...]... 2,5.3 = 297,87(mm) 21 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Các thông số và kích thước bộ truyền aw1 = 150mm Khoảng cách trục m = 3mm Môđun pháp bw = 67,5mm Chi u rộng vành răng um = 5 ,1 Tỉ số truyền β = 16, 26o Góc nghiêng của răng z1 = 16; z2 = 81 Số bánh răng x1 = 0; x2 = 0 Hệ số dịch chỉnh 22 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền C TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH I Chọn... + 2304, 62 = −1947,32 N Vậy chi u RAx , RBx ngược với chi u giả thiết Khi dời lực Ft1 về tâm trục ta được mômen xắn M t1 M t1 = T2 = 120330Nmm Qua kết quả tính toán trên ta có biểu đồ mômen như sau ( Hình số 1) 31 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền 32 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền 4 Tính đường kính trục: - Với d sb 2 = 30mm , vật liệu thép 45,có σ ≥ 600 MPa... Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc + Zv: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng + KxH: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng + KHL: Hệ số tuổi thọ khi xét sức bền tiếp xúc + SF: Hệ số an toàn khi tính về uốn, = 1,75 + YR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng + YS: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trng ứng suất YS=1,08 – 0,0695 ln(m) 14 Đồ án chi tiết máy. . .Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền b Bánh đai lớn: Đường kính bánh đai lớn được tính theo công thức: d 2 = u d d1 (1 − ξ ) Trong đó: u d : tỉ số truyền đai d1 : đường kính bánh đai nhỏ ξ : hệ số trượt Chọn ξ = 0,02 → d 2 = 5.140.(1 − 0, 02) = 686 mm Chọn đường kính đai tiêu chuẩn là 670 mm c Tỷ số truyền thực tế là: ut = d2 670 = = 4,88 d1 ( 1 − ξ ) 140 ( 1 − 0, 02 ) Sai số của... + Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Xác định chi u dài mayơ bánh răng trụ, may ơ bánh đai, mayơ đĩa xích theo công thức 10.10: l m = (1,2 1,5) d Với bánh răng 1 và bánh đai ta có: lm1 = ( 1, 2 1,5 ) d sb 2 = ( 1, 2 1,5 ) 30 = ( 36 45 ) mm Lấy lm 2 = 40mm 29 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Với bánh răng 2 và đĩa xích ta có : lm 2 = ( 1, 2 1,5 ) d sb3 = ( 1, 2... – số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn N FO = 4.106 đối với tất cả các loại thép NHE, NFE – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh: N HE =N FE =N=60.C.n III t ∑ 15 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Với: + C: số lần ăn khớp trong một vòng, C=1 + nIII: số vòng quay trong một phút, nIII = 27,14 (v/p) + t ∑ : tổng số giờ làm việc của bánh... df2=1326mm p = 44,45mm Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC: I Chọn vật liệu: Với hộp giảm tốc chịu tải trọng nhỏ và trung bình p = 12000 N Vận tốc vòng băng tải nhỏ v = 0,15 ta chọn vật liệu là thép 45 Thường hoá để chế tạo ta có các thông số sau Độ rắn HB = (170 217 ) Giới hạn bền : σ b = 600MPa Giới hạn chảy: σ ch = 340MPa II Tính toán thiết kế trục:... Giới hạn mỏi m ν u = 1,95 : hệ số kể đến sự ảnh hưởng khác nhau của σ u trên các bánh đai nhỏ và lớn Z b = 2 : Số bánh đai m=11: bậc đường cong mỏi, vì là đai hình thang 11  9  2, 2.3350.1,95 năm ⇒ th =  ÷ 6,96.2.3600 = 0, 404  8, 724  Vậy số lần thay đai là: Std = 23000.2 / 0, 404.365.24 = 13 lần → Vậy ta phải thay đai 13 lần trong 23000h làm việc 13 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn... trên => kz= z01/ z1= 25/19 = 1,32 +) Xác định hệ số số vòng quay kn: kn= n01/ n1 Với: n01= 200 (v/p) 23 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền n1= n2= 27,52 (v/p) => kn= n01/ n1 = 200/27,52= 7,27 +) Xác định hệ số sử dụng k theo công thức : k= ko.ka.kdc.kbt.kđ.kc Trong đó các hệ số được tra trong bảng 5.6 (TR.82,TTTKHTDĐCKT1): ko – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền Đường nối... bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18): 26 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền σ H = 0,47 k r ( Ft K d + Fvd ) E ≤ [σ H ] A.k d Trong đó: + kr – Hệ số xét đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích,phụ thuộc vào z ,với z1 ⇒ kr1=0,47 =19 + kd – Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy.Do bộ truyền chỉ có 1 dãy kd=1 + Kd – Hệ số tải trọng động Kd=1,2 + Ft – Lực vòng(N) , Ft = 4420,51 . SỞ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY (Đề số 04) Giáo viên hướng dẫn: Phạm Đức Cảnh Học viên thực hiện: Nguyễn Như Hiền Lớp: Máy bay động cơ 10 Đơn vị: c72 – d7 Đồ án chi. Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2010 2 Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền Người thực hiện Nguyễn Như Hiền 3 Đồ án chi tiết máy Học viên thực