BÁO cáo đồ án NGUYÊN lí CHI TIẾT máy tên đồ án TÍNH TOÁN và THIẾT kế ĐỘNG học hệ dẫn ĐỘNG cơ KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ BÁO CÁO ĐỊ ÁN NGUN LÍ CHI TIẾT MÁY Tên đồ án: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện: Đào Hữu Đức Lớp: Công nghệ kỹ thuật điện tử 51 Giáo viên hướng dẫn: TS Đỗ Minh Cường Thừa Thiên Huế,8/2021 LỜI NÓI ĐẦU: Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng cơng đại hố 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 khơng thể thiếu Do đó,khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải thông báo nhiều môn học ngành phần mền đồ họa máy tính hay khả vẽ Đặc biệt làm rèn luyện tính cẩn thận cơng việc tính tốn, số liệu cần chọn Được phân công mơn, em thực đồ án “ Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí” để ơn lại kiến thức tổng hợp kiến thức học vào hệ thống khí hồn chỉnh Tuy nhiên, trình độ khả có hạn nên chắn có nhiều sai sót, mong nhận nhận xét quý báu thầy, cô môn để báo cáo em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Minh Cường thầy Khoa Cơ Khí - Cơng nghệ giúp đỡ em hoàn thành đồ án ! Mục lục CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Chọn sơ đồ động, thơng số tính tốn: 1.2 Chọn động điện phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Công suất cần thiết,số vòng quay,chọn động 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.3 Các thông số trục 10 1.2.3.1 Công suất trục 10 1.4.2 Số vòng quay 10 1.4.3 Momen xoắn .10 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ .11 2.1 Tính tốn thiết kế truyền đai thang 2.1.1 Chọn loại đai tiết diện đai 2.1.2 Chọn đường kính bánh đai d1 d2 12 2.1.3 Xác định khoảng cách trục a 12 2.1.4 Xác định số đai Z 14 2.1.5 Các thông số bánh đai 14 2.1.6 Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 15 2.1.7 Tổng hợp thông số truyền đai 16 2.2 Thiết kế truyền bánh răng17 2.2.1 Thông số yêu cầu 17 2.2.2 Chọn vật liệu bánh 17 2.2.3 Xác định ứng suất cho phép 17 2.2.4 Xác định sơ khoảng cách trục 20 2.2.5 Xác định thông số ăn khớp 20 2.2.6 Xác định ứng suất cho phép 21 2.2.7 Kiểm nghiệm truyền bánh 23 2.2.8 Một số thông số khác cặp bánh 26 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRỤC, Ổ ĐỠ, KHỚP NỐI 28 3.1 Chọn vật liệu chết tạo trục 3.2 Xác định sơ đường trục 28 3.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 29 3.3.1 Xác định chiều dài may .29 3.3.2 Xác định chiều dài ổ trục .29 3.4 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 30 3.4.1 Vẽ sơ đồ lực đặt chung .30 3.4.2 Khớp nối .31 3.4.3 Tính phản lục gối đỡ .32 3.4.4 Vẽ biểu đồ momen .35 3.5 Xác định sơ kết cấu trục 3.6 Tính chọn then 45 3.7 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 48 3.8 Tính chọn ổ lăn 52 3.9 Tính chọn khớp nối trục 57 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT BU-LÔNG CỦA HỘP GIẢM TỐC 59 4.1 Vỏ hộp 4.1.1 Chọn bề mặt lắp ghép nắp thân 59 4.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp .59 4.2 Một số chi tiết khác 4.2.1 Cửa thăm 62 4.2.2 Nút thông .62 4.2.3 Nút tháo dầu .63 4.2.4 Kiểm tra mức dầu 64 4.2.5 Chốt định vị .64 4.2.6 Ống lốt nắp ổ 65 4.2.7 Bulơng vịng .65 4.3 Bôi trơn hộp giảm tốc 4.3.1 Các phương pháp bơi trơn ngồi hộp giảm tốc .65 4.3.2 Bôi trơn ổ lăn 66 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 68 DANH MỤC,BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Bảng 1.1: Chọn động Bảng 1.2: Thông số trục Bảng 2.1: Thông số kích thước đai thang loại Bảng 2.2: Bảng thông số truyền đai Bảng 2.3: Tổng hợp thơng số truyền đai Bảng 3.1: Kích thước trục I vị trí nguy hiểm Bảng 3.2: Kích thước trục II vị trí nguy hiểm Bảng 3.3: Kích thước trục nối vòng đàn hồi Bảng 3.4: Kích thước vịng đàn hồi Bảng 4.1: Kích thước cửa thăm Bảng 4.2: Kích thước nút thơng Bảng 4.3: Kích thước nút tháo dầu Bảng 4.4: Thơng số kích thước bulong vịng Bảng 4.5: Thống kê dành cho bôi trơn Bảng 4.6: Thơng số vịng nhớt Bảng 4.7: Bảng thống kê dùng cho bơi trơn THỨ TỰ CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ động lực học hệ thống Hình 3.1: Sơ đồ tính khoảng cách hộp giảm tốc bánh trụ cấp Hình 3.2: Sơ đồ đặt lực chung trục Hình 3.3: Sơ đồ phản lực gối đỡ lên trục I Hình 3.4: Sơ đồ phản lực gối đỡ lên trục II Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn momem trục I Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn momem trục II Hình 3.7: Nối trục đàn hồi Hình 4.1: Kích thước bulong Hình 4.2: Kích thước cửa thăm Hình 4.3 Hình dạng nút thơng Hình 4.4: Hình dạng nút tháo dầu Hình 4.5: Hình dạng chi tiết kiểm tra ức dầu Hình 4.6: Hình dạng chốt định vị Hình 4.7: Kích thước vịng thớt BẢN THUYẾT MINH ĐỊ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHƯƠNG I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Các thơng số tính tốn : -Sơ đồ hệ dẫn động gồm: 1- Động điện 2- Bộ truyền đai thang 3- Hộp giảm tốc cấp,bánh trụ thẳng 4- Nối trục đàn hồi 5- Bộ phận công tác (thùng trộn) -Thơng số tính tốn: +Cơng suất trục thùng trộn:P=1,0(kW) +Số vòng quay trục thùng trộn:n=25(vòng/phút) +Thời gian phục vụ:Lh=13000(giờ) +Đặc tính làm việc : Êm 1.2 Chọn động điện phân phối tỷ số truyền 1.2.1 Xác định cơng suất cần thiết , số vịng quay sơ hợp lý động điện chọn động điện: Công suất cần thiết xác định theo công thức: - P c = t /^ Trong đó: Pct cơng suất cần thiết trục động (kW) P - Pt cơng suất tính tốn trục máy cơng tác (kW) n hiệu suất truyền động Hiệu suất truyền động: n = t[ ôl3 n br n đ n nt Trong đó: 11 ôl = 0,99: hiệu suất cặp ổ lăn 1[ br = 0,97: hiệu suất truyền bánh 11 đ = 0,95: hiệu suấrt truyền đai 11 nt = : hiệu suất nối trục Thay số: n =0,894 Xác định Plv : - - Plv=1,0(kW) Công suất cần thiết trục động cơ: Pct=—=T10r = 1’12 (kW) Pct v Suy : n 0’894 - ’ ’ Chọn tỉ số truyền sơ bộ: u u u sb đ br Theo bảng 2.4 trang 21 Tỉ số truyền đai thang: uđ = Tỉ số truyền bánh răng:ubr = ^ - sb = uđ-ubr u = = 20 x Số vòng quay trục động cơ: nsb= nlv.usb=25.20=500 (vòng/phút) - Động chọn phải thoả mãn điều kiện sau: + Pđc>Pct ^ Pđc> 1,12 (kw) + nđc~ nsb 0,04.aw + 10 = 0,04.175 + 10 = 17,4 mm Lấy d1 = 18 mm, chọn bulơng M18 ( theo TCVN) Đường kính bulơng cạnh ổ d2: d2 = (0,7 0,8).d1 = (0,7 0,8).18 =12,6.14,4 Lấy d2 = 14 mm, chọn bulông M14 ( theo TCVN) Đường kính bulơng ghép bích nắp thân d3 = (0,8 0,9).d2= (0,8 0,9).14 = 11,2 12,6 Lấy d3= 12 mm, chọn bulơng theo TCVN: M12 Đường kính vít ghép nắp ổ d4: d4 = (0,6 0,7).d2 = (0,6 0,7).13 =8,4 9,8 Lấy d4=9 mm, chọn vít M9 (theo TCVN) Đường kính vít nắp cửa thăm ds: d5 = (0,5 0,6).d2 = (0,5 0,6).14 =7 8,4 Lấy d5= mm, chọn vít M7 (theo TCVN) - Mặt bích ghép nắp thân: + Chiều dài bích thân hộp S3: 53 = (1,4 - 1,8).d3 = (1,4 - 1,8).12 = (16,8 - 21,6) mm Chọn S3 = 18 mm + Chiều dày bích nắp hộp S4: 54 = (0,9 - 1).S3 = (0,9 - 1).18 = (16,2 - 18) mm -Chọn S4 = 17 mm + Bề rộng bích nắp thân K3: K3 = K2 - (3 - 5) = 44 - (3 - 5) = (41 - 39) mm Chọn K3 = 40 mm - Kích thước gối trục: + Tâm lỗ bulơng cạnh ổ: E2 C (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) E2 = 1,6.d2 = 1,6.14 = 22,4 mm R2 = 1,3.d2 = 1,3.14 = 18,2 mm + Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2: K2 = E2 + R2 + (3 - 5) = 22,4 + 18,2 + (3 - 5) = ( 43,6 - 45,6) mm Lấy K2 = 44 mm K3 R _J Hình 4.1 Kích thước bulong Mặt đế hộp: + Chiều dày: Khi khơng có phần lồi S1 S1 = (1,3 - 1,5).di = (1,3 - 1,5).18 = (23,4 - 27) mm Chọn S1 = 24 mm + Bề rộng mặt đế hộp K1 q: K1 = 3.d1 = 3.18 = 54 mm q > K1+ 2Ỗ > 54 + 2.10 > 74 mm Khe hỡ chi tiết: + Giữa bánh với thành hộp: A > (1 - 1,2).ỗ > (10 - 12) mm Chọn A = 10 mm + Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp: A1 > (3 - 5) A > (30 - 50) Chọn A1 = 40 mm + mặt bên bánh với nhau: A > ỗ > 10 mm Chọn A = 15 mm - Số lượng bulông Z: Z = 6 4.2 Một số chi tiết khác 4.2.1 Cửa thăm Để kiểm tra quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có lắp cửa thăm, cửa thăm đậy nắp, cửa thăm có kết cấu kích thước hình vẽ, theo bảng 18-52 [2], trađược kích thước cửa thăm Hình 4.2 Kích thước Bảng 4.1 Kích thước cửa thăm [2] A B A B1 C C1 K R (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 75 150 100 125 130 87 12 Vít (mm) Số lượng M8x22 4.2.2 Nút thông Khi làm việc nhiệt độ nắp tăng nên, để giảm áp xuất điều hồ khơng khí bên bên ngồi hộp ta dùng nút thơng Theo bảng 18-6 [2], tra kích thước hình vẽ Hình 4.3: Bảng 4.2: Kích thước nút thơng [2] A B C D E G H I M27x2 15 30 15 45 36 32 K L M N O P Q R S 10 22 32 18 36 32 4.2.3 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn, bị biến chất, cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu bịt kín bàng nút tháo dầu, kết cấu kích thước hình vẽ (các kích thước tra bảng 18-7 [2]) Hình 4.4 Hình dạng nút tháo dầu Bảng 4.3 Kích thước nút tháo dầu [2] d b m f L c q D S D M16X1 12 23 13,8 26 17 19,6 4.2.4 Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kích thước kết cấu hình vẽ , Hình 4.5 Hình dạng chi tiết kiểm tra ức dầu 4.2.5 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia cơng đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị, xiết bulơng khơng bị biến dạng vịng ngồi ổ Hình 4.6 Hình dạng chốt định vị 4.2.6 Ống lốt nắp ổ Ống lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điều chỉnh phận ổ, đồng thời để che kín ổ tránh xâm nhậm bụi bặm, chất bẩn, ống lót làm gang GX15-32, ngành chế tạo máy, kích thước ống lót chọn sau: + Chiều dầy = mm, ta chọn = mm + Chiều dầy vai Ỗ1 chiều dầy bích ỗ2 51= Ỗ2 = + Đường kính lỗ lắp ống lót: D’ = D +2 = 67 +16 = 83 [mm] + Theo bảng 18-2 [2], chọn vít M8 số lượng (Z = 6) 4.2.7 Bulơng vịng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc nắp thân thường lắp thêm bulơng vịng Kích thước bulơng vịng chọn theo khối lượng hộp giảm tốc Với a = 160 mm, hộp giảm tốc bánh trụ cấp, tra bảng 18 - 3b [2], ta có Q = 80(Kg), ta chọn bulơng vịng M10 Bảng 4.4 Thơng số kích thước bulơng vịng, mm [2] Ren d d d2 d3 d, d5 h h1 h2 M10 45 25 10 25 15 22 l> f b c x r r r Q(Kg) 21 12 1,5 80 4.3 Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát cơng suất ma sát, giảm mài mịn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phòng tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc 4.3.1 Các phương pháp bôi trơn ngồi hộp giảm tốc 4.3.1.1 Bơi trơn hộp giảm tốc Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu bôi trơn lưu thông, truyền bánh hộp giảm có vận tốc v < 12 m/s nên ta bôi trơn bánh hộp phương pháp ngâm dầu Với vận tốc vòng bánh côn v = 1,6 m/s tra bảng 18-11 [2], ta độ nhớt 186/16 ứng với nhiệt độ 100 C Theo bảng 18-13,[2] ta chọn loại dầu AK-15 có độ nhớt 20Centistoc 4.3.1.2 Bơi trơn ngồi hộp giảm tốc Với truyền hộp làm việc dính bụi bặm hộp khơng che kín nên ta dùng phương pháp bôi trơn định kỳ mỡ Bảng 4.5 Thống kê dành cho bôi trơn [2] Tên dầu mỡ Dầu ôtô máy kéo AK-15 Mỡ T Thiết bị cần bôi trơn Bộ truyền Tất ổ truyền Lượng dầu mỡ Thời giant hay dầu mỡ 0,6 lít/KW tháng 2/3 chỗ hổng phận năm 4.3.2 Bôi trơn ổ lăn Khi ổ bôi trơn kỹ thuật, khơng bị mài mịn, ma sát ổ giảm, giúp tránh không để chi tiết kim loại trực tiếp tiếp xúc với nhau, điều bảo vệ bề mặt giảm tiếng ồn Thơng thường ổ lăn bơi trơn dầu mỡ, thực tế người ta thường dùng mỡ so với dầu mỡ bơi trơn giữ ổ dễ dàng hơn, đồng thời có khả bảo vệ ổ tránh tác động tạp chất độ ẩm Ngoài mỡ dùng lâu dài bị ảnh hưởng nhiệt độ theo bảng 15-15a [2], ta dùng loại mỡ M chiếm ^ khoảng trống Để che kín đầu trục ra, tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ ngăn mỡ chảy ngồi, ta dùng loại vịng phớt, theo bảng 15-17 [2], tra kích thước vịng phớt cho ổ sau: Bảng 4.6 Thơng số vịng thớt [2] d di d2 D a b So 25 26 24 38 4,3 40 41 39 59 6,5 12 Bảng 4.7 Bảng thống kê dùng cho bôi trơn [2] Tên dầu mỡ Thiết bị cần bôi trơn Lượng dầu mỡ Thời gian thay dầu mỡ Dầu ôtô máy kéo AK- 15 Mỡ M Bộ truyền hộp năm 0,6 lít/Kw tháng Hình 4.7 Kích thước vịng thớt CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận : Qua đồ án Nguyên Lý Chi Tiết Máy giúp em củng cố lại kiến thức giúp em hiểu rõ thêm môn học với giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Đỗ Minh Cường , em hoàn thành nhiệm vụ đồ án với công việc sau: - Tìm hiểu chế hoạt động cách thức vận hành hệ thống dẫn động khí - Tính tốn thiết kế hộp giảm tốc cấp, bánh trụ thẳng, truyền đai thang, Tuy nhiên , khoảng thời gian cịn hạn chế nên việc tính toán dừng lại mức Trong q trình làm đồ án, lượng kiến thức cịn hạn hẹp với lần em tiếp xúc với công việc làm đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong đóng góp giúp đỡ từ Thầy bạn bè Em xin chân thành cảm ơn Giáo TS.Đỗ Minh Cường viên hướng dẫn Sinh viên thực Đào Hữu Đức Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy, tập I tập II-Nhà xuất Giáo dục [2] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, Tập II- Nhà xuất Giáo dục-1999 [3] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, Tập I- Nhà xuất Giáo dục-1999 [4] Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng: Hướng dãn làm tập dung sai-Trường đại học bách khoa Hà nội - 2000 [5] Trịnh Chất: Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy-Nhà xuất khoa học kỹ thuật , Hà nội 1994 L 70 +0,75 X 1287792 = 111526(Nmm) ❖ Tính đường kính trục tiết diện 0,1,2,3 theo công thức 10.17[1] trang 194: d dj =3 M , y 0,1 ] X [ơ Trong đó: [ ]-ứng suất cho phép thép chế tạo trục, Tra bảng 10.5[1] trang 195: ta chọn [ ]=56 (MPa) 111526 d0= Mtđ’\\ =3 =27(mmì *1 V 0,1 X [ ] V 0,1 X 56 ' Tại tiết diện 0: Tra bảng 10.5[1] trang 195 phần ý, chọn theo tiêu chuẩn d 0= 28 (mm) Tại tiết diện 1: d '=ỉBH= 36|mm) V 0,1 X [ơ] V 0,1 X 56 ' Tại tiết diện lắp ổ lăn nên ta tính nơi nguy hiểm 2: d2 = d3 = £M^ = 3S:=35(mm) V 0,1 X[ơ] ì 0,1 X 56 ' b) Trục 2: ó V0 +0,75 X 923880 2 = 800104(Nmm) ❖ Tính đường kính trục tiết diện 0,1,2,3 theo cơng thức 10.17[1] trang 194: =lMij =i 0,1 X|ơ| di đj Trong đó: [ ]-ứng suất cho phép thép chế tạo trục, Tra bảng 10.5[1] trang 195: ta chọn [ ]=50 (MPa) ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM KHOA CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ BÁO CÁO ĐỊ ÁN NGUN LÍ CHI TIẾT MÁY Tên đồ án: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Sinh viên thực hiện: Đào Hữu Đức Lớp: Công nghệ kỹ thuật... Minh Cường thầy Khoa Cơ Khí - Cơng nghệ giúp đỡ em hoàn thành đồ án ! Mục lục CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Chọn sơ đồ động, thơng số tính tốn: 1.2 Chọn động điện phân phối... dạng chi tiết kiểm tra ức dầu Hình 4.6: Hình dạng chốt định vị Hình 4.7: Kích thước vịng thớt BẢN THUYẾT MINH ĐỊ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ CHƯƠNG I TÍNH TỐN ĐỘNG