Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy. Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy; chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy...từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình.
BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM HÀ NỘI Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY SỐ: 300 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Hồng Tiến Sinh viên thực : STT Họ tên Phan Văn Quang Nguyễn Xuân Thái Thang Văn Thanh MSV 2018602655 Ghi 2018604566 2018602140 I NỘI DUNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN DỘNG CƠ KHÍ Loại hộp: Hộp giảm tốc bánh rang côn thẳng Động Bộ truyền đai: thang 3.Hộp giảm tốc Băng tải 4.Nối trục CÁC SỐ LIỆU CHO TRƯỚC Lực kéo bang tải: Vận tốc băng tải: Đường kính tang Thời hạn phục vụ Số ca làm việc: Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi Đặc tính làm việc: F = 1200N v = 0,25 m/s D = 120 mm 1h = 1500 ca 40° Va đập vừa II YÊU CẦU THỤC HIỆN T T Nội Dung Lập kế hạch phân công công việc cho thành viên nhóm Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền momen xoắn trục Tính tốn truyền ngồi hộp giảm tốc Tính tốn truyền hộp giảm tốc Tính tốn thiết kế trục Tính chọn ổ đỡ Tính tốn kết cấu hộp chế độ lắp ghép bôi trơn Bản vẽ lắp hộp giảm tốc Mơ hình 3D hộp giảm tốc phần mềm Inventor Đánh giá Số lượng Hình thức A4 L1.1 A4 L1.1 A4 L1.1 A4 L1.1 L1.1 L1.1 1 A4 A4 A4 L1.2 L1.2 1 A0 A0 + CD 10 Bản vẽ chi tiết bánh bánh vít 11 Bản vẽ chi tiết trục Ngày giao đề: / / 20 L1.2 A3 L1.2 A3 Ngày hoàn thành: / / 20 Hà Nội, ngày tháng năm 20 PHÓ TRƯỞNG KHOA GIẢNG VIỆN SOẠN ĐỀ TS Nguyễn Anh Tú Th.S Trần Nguyên Quyết KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Tên lớp : Cơ khí Khóa : K13 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Hồng Tiến Họ tên thành viên nhóm: Phan Văn Quang _ 2018602655 Nguyễn Xuân Thái _ 2018604566 Thang Văn Thanh _ 2018602140 Tên chủ đề: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG Tuần (11/09) (18/09) (25/09) 4-5 (02/10) 6-7 (9/10 – 16/10) (23/10) Người thực Cả nhóm Cả nhóm Nội dung cơng việc Lập kế hạch phân công công việc cho thành viên nhóm Tính chọn động cơ, phân Hoạt động nhóm phối tỉ số truyền momen xoắn trục Tính tốn truyền Hoạt động nhóm ngồi hộp giảm tốc Phan Văn Quang Thang Văn Thanh Phan Văn Tính tốn truyền Quang hộp giảm tốc Nguyễn Xn Thái Cả nhóm Tính tốn thiết kế trục Cả nhóm Phương pháp thục Hoạt động nhóm Tính chọn ổ đỡ Tính tốn kết cấu hộp Hoạt động nhóm Hoạt động nhóm Hoạt động nhóm (30/10) - 10 (06/11 – 13/11) 11 – 12 (20/11 – 27/11) 13 (04/12) 14 (11/12) 15 (18/12) Cả nhóm chế độ lắp ghép bơi trơn Hồn thiện thuyết minh Hoạt động nhóm Bản vẽ lắp hộp giảm tốc Mơ hình 3D hộp giảm tốc phần mềm Inventor Bản vẽ chi tiết bánh bánh vít Bản vẽ chi tiết trục Thầy nhóm Duyệt vẽ kí Hoạt động nhóm Thầy nhóm Duyệt vẽ kí Làm việc cá nhân Thầy nhóm Duyệt vẽ kí Thầy nhóm Duyệt vẽ kí Làm việc cá nhân Hoạt động nhóm Thầy nhóm Duyệt vẽ kí Hoạt động nhóm BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM HÀ NỘI Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Hồng Tiến Sinh viên thực : Phan Văn Quang _ 2018602655_CK3_K13 Nguyễn Xuân Thái _ 2018604566_CK3_K13 Thang Văn Thanh _ 2018602140_CK3_K13 Nội dung: tính tốn hệ dẫn đọng khí, hộp giảm tốc bánh răng thẳng Động Bộ truyền đai: thang 3.Hộp giảm tốc Băng tải 4.Nối trục BÀI LÀM 1, Tính tốn chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền mômen xoắn trục Công suất cần thiết trục động η Pct = Với Pt = PRv = = = 6,24 KW Hiệu suất truyền động η = ηd ηổ ηbr ηk Theo 2.1 chọn ηk = 1, ηd = 0,95, ηổ = 0,96, ηbr = 0,99 η = 1.0,95.0,96.0,99 = 0,89 Pct = = = 7,01 Kw Số vòng quay sơ động nsb= nlv usb nlv = = = 82,76 (Vg/Ph) Ta có tỉ số truyền sơ hệ dẫn động ut = ud uh Theo bảng 2.2 chọn ud = uh = Ut = 4.3 = 12 Do nsb = ut nlv = 12 82,76 = 993,12 (Vg/ph) Chọn số vòng quay đồng đọng ndb = 1000 (Vg/ph) Theo bảng P1.3 phụ lục chọn đọng 4A132M6Y3 với thông số kĩ thuật sau Kiểu động 4A132M6Y Pdc Ndc (KW) 7,5 968 cosμ 0,81 η Tmax/Td (%) n 85,5 2,2 Ta có = 1,45 < =2 Vậy động chọn thỏa mãn điều kiện làm việc Tk/Td n 2,0 +) Phân phối tỉ số truyền Ut Chọn tỉ số truyền đai theo tiêu chuẩn ud = Uh = = =2,925 +) Tính tốn thơng số trục - Công suất trục Trục I : PII = = = = 6,3 (KW) Trục II: PI = = = = 6,6 (KW) Trục động Pdc = = = = 6,7 (KW) - Số vòng quay trục Trục I: nI = = = 242 (Vg/ph) Trục II: nII = = = 82,7 (Vg/ph) - Momen xoắn trục Momen xoắn trục động cơ: Tdc = 9,55.106 = = 9,55.106 = 73993 Nmm Momen xoắn trục 1: TI = 9,55.106 = 9,55.106 = 260455 Nmm Momen xoắn trục 2: TII = 9,55.106 = 9,55.106 = 727509 Nmm Momen xoắn trục làm việc Tlv = 9,55.106 = 9,55.106 = 720580 Nmm Bảng thông số kĩ thuật Trục Thông số Công suất (KW) Tỉ số truyền Số vòng quay Động I II Làm việc 6,7 6,6 6,3 6,24 968 2,952 242 82,7 82,7 Momen xoắn 73993 260455 727509 720580 2, TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI HỘP GIẢM TỐC Đặc tính làm việc : va đập vừa Số ca ca Góc nghiêng β = 40o góc nghiêng đường nối tâm truyền đai Thông số yêu cầu P1 = Pđc = 7,5 KW T1 = Tđc = 73993 Nmm n1 = nđc = 968 Vg/ph u = ud = 2.1 Chọn đai tiết diện đai Với P = 6,24 KW ; n1 = 968 (Vg/ph) Chọn đai hình thang thường Từ đồ thị => tiết diện đai thuộc miền 2.2 chọn đường kính bánh đai d1 d2 Từ bảng 3.6 với tiết diện đai thuộc miền => d1 = 140 -280 chọn d1 = 210 (mm) Vận tốc đai : v = = = (m/s) < 25 (m/s) d1 Thỏa mãn điều kiện thang thường chọn Đường kính bánh đai lớn : D2 = với = 0,01- 0,02 hệ số trượt, chọn = 0,02 d2 = = 857 chọn d2 = 800 (mm) Tỉ số truyền thực tế Đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng trình tải đọt ngột ta tiến hành kiểm nghiệm trục đọ bền tĩnh Theo cơng thức (trang 200) ta có σtd = Trong Với Mmax, Tmax momen uốn lớn momen xoắn lớn tiết diện nguy hiểm Giới hạn chạy vật liệu học; MPa + tiết diện -2 trục I Có d = 45mm Mmax =Mtd = 225560,65Nmm Tmax =260455Nmm Ta có σ= = τ== Vậy σtd = thỏa mãn điều kiện bền tĩnh tiết diện -2 trục II d = 60mm Mmax =Mtd = 677071,3Nmm Tmax =727509Nmm Ta có σ= = τ== Vậy σtd = thỏa mãn điều kiện bền tĩnh 7, TÍNH CHỌN THEN THEO TCVN 2261-77 Xét trục I Có d = 45 (45;50] kích thước tiết diện ren b = 14mm ,h= 9mm ; chiều sâu rãnh then t1 =5,5mm, t2 =3,8 mm; bán kính góc lượn rãnh rmax = 0,4mm; rmin = 0,25mm Xét trục II Có d22 = 60 (58;65] kích thước tiết diện ren b = 18mm ,h= 11mm ; chiều sâu rãnh then t1 = 7, t2 = 4,4 mm; bán kính góc lượn rãnh rmax = 0,4mm; rmin = 0,25mm d23 = 55 (50;58] kích thước tiết diện ren b = 16mm ,h= 10mm ; chiều sâu rãnh then t1 = 6, t2 = 4,3 mm; bán kính góc lượn rãnh rmax = 0,4mm; rmin = 0,25mm trình làm việc mối ghép then thường hỏng bề mặt làm việc bị hỏng cắt =>kiểm nghiệm đọ bền then theo dồng thời 2đk bền cắt bền dập σ= Trong D đường kính trục, trục I: d= 45mm, trục II: d22 = 60mm, d23 = 55mm Lt = 0,8-0,9lm trục I: lt = 0,8.58=46,4mm, trục II: lt23 = 0,8.70 =56mm; lt22 =0,8.70 =56mm tra bảng 7.11 trục I = 100 MPa, trục II = 150 MPa = 60-90MPa =75MPa Vậy ta có =55,44 < Then trục I thỏa mãn =108,26 < =118,1 < => =29,5 < Theo trục II (T/m) 8, TÍNH TỐN Ổ TRỤC 8.1 chọn loại ổ lăn Trên trục I Lực hướng tâm: R10 = =2226.87N; R11= =8282,12N Lực dọc trục Fa1 = 602,82N Dung ổ đĩa côn cho tiết diện lắp ổ lăn để tang đọ cứng vững cho trục có lắp bánh giúp làm giảm bớt nghiêng trục, thuận lợi lắp bánh với u cầu ăn khớp xác Tra bảng P.2.14/105 chọn ổ cỡ nhẹ rộng-kí hiệu 7510 d=50mm, D=90mm,B =23mm, T=24,75mm,α=13,67, C =59,8kN, C0=54,5kN kiểm nghiệm khả tải động Ta có: Cd = Q m bậc đường cong mỏi (m=10/3 đoi với ổ đũa), Q tải Trọng động tương đương (kN), L tuổi thọ tính triệu vịng L= Q = (i=1,2) Trong Qi tải đọng quy ước ổ lăn gới thứ I trục Qi = (X.V.Fr+Y.Fa)kt.kd Fa, Fr tải trọng dọc trục & tải trọng hướng tâm V: hệ số ảnh hưởng đến vòng quay V=1 ( vòng quay ) Kđ: hệ số kể đến đặc tính tải trọng ( va đập vừa => chọn Kđ=1.3 ) Kt: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Chọn Kt=1 Chọn loại ổ đũa côn dãy có: e = 1.5tgα = 1.5tg(15.67) = 0.42 Lực dọc trục lực hướng tâm gây ổ Fs0 = 0.83*e*Fr0 = 0.83*0.42*2226.87 = 776.29 ( N ) Fs1 = 0.83*e*Fr1 = 0.83*0.42*8282.12 = 2887.15 ( N ) Ta có: ∑Fa0 = Fs1 – Fat = 2718.2 – 602.802 = 2115.38 ( > Fs0 = 776.29 ) Chọn Fa0 = 2115.38 ∑Fa1 = Fs0 + Fat = 776.29 + 602.82 = 1379.64 ( < Fs1 = 2887.15 ) Chọn Fa1 = Fs1 = 1379.64 ( N ) Xác định X & Y Ta có: = 2115.38/226.87 = 0.95 > e ( = 0.42 ) Tra bảng 8.4/108 ta Ta có: Qi = (X.V.Fr+Y.Fa)kt.kd Thay giá trị X0, Y0, X1, Y1 vào pt ta được: o Q0 = 5090.46 ( N ) o Q1 = 10766.756 ( N ) Vậy ổ ổ chịu đỡ lớn nên ta xét cho ổ Khả chịu tải động ổ Cd = Q = 10766.756* = 54.138 (KN) < C (=59.8 ) Ổ đảm bảo khả tải động Kiểm nghiệm ổ khả tải tĩnh: Theo bảng 8.5/109 ta có Khả tải tĩnh: Qt1 = X1.Fr1+Y1.Fa1 = 0.5*8282.12+0.78*1379.64 = 5217.18 < Fr1 (=8282.12) Lấy Qt1 = Fr1 = 8282.12 (KN) < C0 (=54.4) Vậy ổ đảm bảo khả tải tĩnh Trục II Lực hướng tâm o Fr0 = o Fr1 = Lực dọc trục: Fa2 = 1774.82 (N) Dùng ổ đũa côn cho tiết diện lắp ổ lăn trục I Tra bảng P2.11/185 chọn ổ đỡ cỡ nhẹ o o o o d = 55 (mm) D = 100 (mm) B = 21 (mm) T = 22.75 (mm) ; α = 15.33 độ ; C = 57.5 (KN) ; C0 = 46.1 (KN) ; C1 = 18 (KN) Kiểm nghiệm khả tải động Ta có: o Cd = Q o L = (Lh*n2*60)/106 = 74.43 (triệu vòng) Chọn loại ổ đãu côn dãy, tra bảng 8.4/107 có: e = 1.5tgα = 1.5tg(15.33) = 0.41 Lực dọc trục lực hướng tâm gây ổ Fs0 = 0.83*e*Fr0 = 0.83*0.41*3233.37 = 1100.32 (N) Fs1 = 0.83*e*Fr1 = 0.83*0.41*5489.28 = 1868.002 (N) Theo bảng 115/217 ta có: ∑Fa0 = Fs1 + Fat = 1868.002 + 1774.82 = 3642.822 (N) > Fs0 (=1100.32) o Lấy Fa0 = ∑Fa0 = 3642.822 (N) ∑Fa1 = Fs0 - Fat = 1100.32 – 1774.82 = -674.5 (N) < Fs1 (=1868.002) o Lấy Fa1 = Fs1 = 1868.002 (N) Xác định X & Y Ta có: o = o = Ta có: Qi = (X.V.Fr+Y.Fa)kt.kd thay giá trị X & Y vừa tìm vào ta o Q0 = 8595.43 (N) o Q1 = 7136.064 (N) Như cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn Khả chịu tải ổ Cd = Q = 31317.85 (N) = 31.317 (KN) < C (=57.5) Vậy ổ đảm bảo khả tải động Khả tải tĩnh ổ: theo bảng 8.5/110 vs ổ đũa dãy ta có Khả tải tĩnh: Qt0 = X0.Fr0+Y0.Fa0 = 0.5*3233.37 + 0.8*3642.822 = 4531.2 (N) < C0 (=46.1) Vậy ổ đảm bảo khả tải tĩnh 9, THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CJI TIẾT KHÁC 9.1, Bảng quan hệ kích thước phần tử cấu tạo nên vỏ hộp giảm tốc Chiều dày Thân hộp δ Nắp hộp δ1 Gân tăng cứng Chiều dày e Chiều cao h Độ dốc Đường kính Bulong d1 Bulong cạnh ổ d2 Bulong ghép bích nắp vs thân d3 Vít ghép nắp ổ d4 Vít ghép nắp ổ thăm d5 Mặt bích ghép nắp vs thân Chiều dày bích thân hộp S1 Chiều dày bích nắp hộp S2 Bề rộng bích nắp & thân K1 Kích thước gối trục Đường kính ngồi tâm lỗ vít Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ Tâm lỗ bulong cạnh ổ Mặt đế hộp δ = mm δ1 = mm e = 9mm h = 45 mm khảng 20 d1 = 18 mm d2 = 14 mm d3 = 12 mm d4 = mm d5 = mm S1 = 20 mm S2 = 20 mm K1 = 40 mm Xác định theo kích thước nắp ổ K2 = 45 mm R1 = 18 mm ; E1 = 22 mm Chiều dày Đường kính Bề rộng Khe hở chi tiết Giữa bánh vs thân hộp Giữa đỉnh bánh lớn vs đáy hộp Giữa mặt bên bánh vs Số lượng buong Z S3 = 26 mm Xác định theo đường kính dao khoét K3 = 54 mm ; q >72 Δ= 20 mm Δ1 = 40 mm Δ2 = mm Z=4 9.2, Vòng then móc - Chiều dày S = 20 mm - Đường kính lỗ d = 30 mm 9.3, chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chữa đường tâm trục Lỗ trụ lắp thân hộp nắp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ chốt định vị xiết bulong không làm biến dạng vịng ngồi ổ - D = 10 mm - C = 1.6 mm - L = 30 mm 9.4, Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp đỉnh hộp, ta làm cửa thăm, có nắp quan sát ; theo bảng, ta tra số kích thước nắp quan sát, hình vẽ trang 92[2] a b c a1 b1 c1 k r 150 100 175 190 140 - 120 12 vít Số lượn g 118*22 9.5, Nút thông hơi: chọn loại M48*3 Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên.Để giảm áp suất điều hịa khơng khí bên ngồi hộp, người ta dùng nút thơng hơi.Nút thơng thường lắp nắp cửa thăm a b c d e g h i M48* 35 45 25 70 62 52 10 k l m n o p q r 15 13 52 10 56 36 62 9.6, Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp, bị bẩn (do bụi bặm hạt mài), bị biết chất, cần phải thay dầu mới.Để thay dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ bịt kín nút tháo dầu d M20*2 b 13 m l 28 d 30 s 22 d0 25.4 9.7, Bảng thống kê kiểu lắp trị số sai lệch giới hạn dung sai kiểu lắp Trục Trục I Vị trí lắp Trục vịng ổ Cốc lót vành ngồi ổ Trục vịng chắn dầu Kiểu lắp 50k6 Lỗ 90H7 +0.03 45 +0.025 Trục +0.021 -0.002 +0.021 0.002 Nắp ổ 90 cốc lót Trục 45 bánh Trục bạc 45 Trục II Trục vòng chắn dầu Vỏ nắp ổ trục Trục vòng ổ Vỏ vịng ngồi ổ Trục bánh Trục bạc +0.03 +0.025 +0.025 55k6 100H7 +0.03 55k6 100H7 60 55k6 -0.019 +0.021 +0.002 +0.021 +0.002 +0.021 +0.002 +0.021 +0.002 +0.03 +0.03 +0.021 +0.002 +0.021 +0.002 Link lấy vẽ : https://drive.google.com/drive/folders/1WD3IUgUs 9lhvpz0c7Pw0Vz3uR_0nvtdi?usp=sharing ... lắp bánh 3-3 : chọn d13 =45 (mm) Tính tốn trục II L22 = 0,5(lm22 +bo2) + k1 +k2 = 0,5(70 +2 9) +1 4 +1 0 = 70,5 L21 = lm22 +lm21 +bo2 +3 k1 + 2k2 = 70 +6 6 +2 9 +3 .11 +2 .20 =218 (mm) L23 = l21 +0 ,5(lm21... 100H7 +0 .03 55k6 100H7 60 55k6 -0.019 +0 .021 +0 .002 +0 .021 +0 .002 +0 .021 +0 .002 +0 .021 +0 .002 +0 .03 +0 .03 +0 .021 +0 .002 +0 .021 +0 .002 Link lấy vẽ : https://drive.google.com/drive/folders/1WD3IUgUs... =0,5 (l12 + bo1) +k3 +hn = 0,5(54 +2 5) +1 5 +1 8 =72,5(mm) L11 = (2,5 – 3)d1 =112,5 – 135mm, chọn l11 =120mm L13 =l11 +lm13 +0 ,5(bo2 – b13.cosδ1) + k1 +k2= 120 +5 8+0 ,5(25 -55,44cos18,77) +1 1+1 0 =188,76mm