đồ án chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước.. Hiểu biết, nắmvững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC

NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ- CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC

NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ- CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong

cơ khí Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước Hiểu biết, nắmvững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí

Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thểnói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất Đối vớicác hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thểthiếu

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộpgiảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn họcnhư Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật ; và giúp sinh viên có cái nhìn tổngquan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình

mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánhrăng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổsung và hoàn thiện kỹ năng vẽ Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên

cơ khí

Em chân thành cảm ơn thầy các thầy cô và các bạn trong khoa cơ khí đãgiúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án

Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi,

em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn

iii

download by : skknchat@gmail.com

Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC:

CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện: Trần Hoàng Phúc MSSV: 18154099

Người hướng dẫn: Lê Quang Vinh Ký tên:

ĐỀ TÀI

Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Phương án số: 21

Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1-Động cơ điện 3 pha không đồng bộ;

2-Nối trục đàn hồi; 3-Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh;

4-Bộ truyền xích ống con lăn; 5-Xích tải (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ)

iv

Trang 5

Thời gian phục vụ L = 3 (năm)

Số ngày làm ngày/năm Kng = 200 (ngày)

Số ca làm trong ngày: 3 (ca)

Trang 6

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU

CHI TIẾT MÁY

Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Phần I.Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền

1 Chọn động cơ:

2 Phân phối tỉ số truyền:

3 Tính toán các thông số trên trục:

4 Bảng đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền động:

Phần II Tính toán bộ truyền xích:

Phần III Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng:

A.Bánh răng cấp nhanh:

B.Bánh răng cấp chậm:

Phần IV: Tính toán thiết trục của hộp giảm tốc

A.Trục II:

B.Trục I

C.Trục III

PHẦN V: CHỌN Ổ LĂN

A Ổ lăn trên trục I:

B Ổ lăn trên trục II:

C Ổ lăn trên trục III:

PHẦN VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP

PHẦN VII TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT PHỤ

1 Vòng chắn dầu

2 Chốt định vị:

3 Cửa thăm:

4 Nút thông hơi:

5 Nút tháo dầu:

6 Que thăm dầu:

PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP

1 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng 2 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn

3 Bảng dung sai lắp ghép then

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

vi

Trang 7

Trang 8

Phần I.Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền

Hiệu suất bộ truyền xích: ηx = 0,93

Hiệu suất nối trục: ηnt = 1

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: ηol = 0,995

Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ: ηbr =

0,98 ηch = 0,93.1.0,9955.0,983 = 0,85

-Công suất cần thiết:

Pct = P td = 2,73 = 3,21 (kW)

η ch 0,85

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

-Số vòng quay trên xích tải:

Trang 9

ux = 2 : tỉ số truyền của bộ truyền xích (2÷5)

-Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

nsb = nlv.usb = 59,50.16 = 952 (vòng/phút)

- Chọn động cơ điện:

Động cơ điện có thông số thỏa mãn: Pdc ≥ Pct = 3,21(kW)

nđc ≈ nsp = 952 (vòng/phút)Tra bảng1.3 trang 237 [1], ta chọn:

Động cơ 4A132S6Y3 : Pđc = 5,50 (kW)

nđc = 960 (vòng/phút)

2 Phân phối tỉ số truyền :

Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động

Trang 10

b) Tính toán số vòng quay trên các trục: nđc = nI = 960 (vòng/phút)

Số vòng quay

(vòng/phút)

3

Trang 11

Trang 12

Phần II Tính toán bộ truyền xích:

*Các thông số:

-Công suất trục dẫn: P1 = PIII =2,95 (kW)

-Số vòng quay bánh dẫn: n1 = nIII = 119,88 (vong/phút)

-Tỷ số truyền u = ux = 2,02

*Theo yêu cầu đề bài ta chọn loại xích ống con lăn

Số răng đĩa xích dẫn: z1 = 29-2u = 29-2.2,02 = 24,96 (răng)

Kb: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, Kb=1 khi bôi trơn nhỏ giọt

Kr: hệ số tải trọng động, do dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác độnglên bộ truyền tương đối êm nên Kr=1

Klv: hệ số xét đến chế độ làm việc, Klv=1,45 khi làm việc 3 ca

4

Trang 13

*Công suất tính toán:

Trang 14

Trang 15

Fv = qmv2 = 2,6.1,272 = 4,19 N (lực căng do lực ly tâm gây nên)

Fo = Kf.a.qmg = 6.1014.10-3.2,6.9,81 = 155,18 N (lực căng ban đầu của xích)

Km là hệ số trọng lượng xích, Km=1,15 khi xích nằm ngang hoặc khi góc nghiêng

giữa đường nối tâm hai trục và phương nằm ngang nhỏ hơn 400

Trang 16

Trang 18

Trang 19

Phần III Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng:

Thông số đầu vào: công suất P1= PI = 3,17 kW

Số vòng quay n1= ndc =960 vg/ph

Tỷ số truyền u=uhgt =8

- Mômen xoắn trên trục I: TI = T1 = 31534,90 N.mm

- Mômen xoắn trên trục II : TII = T2 = 92837,43 N.mm

- Tỷ số truyền cấp nhanh: un = 3,08

- Tỷ số truyền cấp chậm: uc = 2,6

A.Bánh răng cấp nhanh:

1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng , tra bảng 6.1(Tài liệu 1)

Bánh dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 285 có σb1 = 850 MPa, σch1=

NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ

3.Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Do bộ truyền làm việc với chế độ thay đổi tải trọng nhiều bậc nên :

Trang 20

[σH]min ≤ [σH] ≤ 1,25.[σH]min

655,20 ≤ 695,11 ≤ 732,85 thỏa điều kiện

Nên [σH] = 695,11 MPa

4.Ứng suất uốn cho phép:

Trang 21

= 60.1.960.(16.25 + 0,66.34 + 0,26.32)

9

Trang 22

5.Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép là [σH] = 695,11Mpa.

6.Theo bảng 6.15 [2] do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψba = 0,3÷0,5, do đóchọn ψba = 0,4 Trị số ψba đối với cấp chậm trong hộp giảm tốc lấy lớn hơn 25% sovới cấp nhanh [1] nên chọn ψba=0,5 Khi đó:

Trang 23

Trang 24

Bánh dẫn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 285 có σb1 = 850 MPa, σch1=

NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ

3.Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Trang 26

Trang 27

5.Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép là [σH] = 485,67pa.

6.Theo bảng 6.15 [2] do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψba = 0,3÷0,5, do đóchọn ψba = 0,4 Trị số ψba đối với cấp chậm trong hộp giảm tốc lấy lớn hơn 25% sovới cấp nhanh [1] nên chọn ψba=0,5

Modun chọn modun theo tiêu chuẩn là m1= m2= (0,01 0,02).aw2 =(1 2)

1,5

Trang 28

Trang 29

cos 30o≥m1 z1 (u+1)≥ cos 40o

Chọn z1 = 36 răng; z2 = un.z1= 93,6 răngChọn z1= 27 răng; z2 = z1.un = 83,16

= 148,25 mm

Trang 32

ε α ZM = 275MPa1/2 (vì vật liệu là thép)

ZM = 275MPa1/2 (vì vật liệu là thép)

15

Trang 33

Tính lại ứng suất tiếp xúc cho

Trong đó: ZR - hệ số xét đến ảnh hưởng củaphép:

Trang 36

 Đủ bền

*Bảng thông số bộ truyền bánh răng:

Thông số Bánh răng cấp nhanh Bánh răng Cấp chậm

Hệ số (ψbd) ψbd1 = 0,8 ψbd2 = 0,9

Khoảng cách trục

aw1= 100 mm aw2 = 160 mm(aw)

Trang 37

Trang 38

Trang 39

Phần IV: Tính toán thiết trục của hộp giảm tốc

Ta có: công suất trục vào của hộp giảm tốc là P1= PI = 3,17

Ta chọn [•]= 15 Mpa đối với trục đầu vào và [•]= 25 Mpa đối với trục đầu ra

Ta chọn [•] = 15 Mpa đối với trục trung gian

* Xác định sơ bộ đường kính các trục theo công thức sau :

Trang 42

Trang 43

Chọn theo tiêu c uẩn lắp ổ lăn dA=dE= 30 mm

Điều kiện bền dập d = dl t (h−t1 ) [ d] với [ d] = 100 MPa

2 T

Điều kiện bền cắt τ c = d l t b ≤ [τ c] với [τ c] = (40÷ 60 ¿ MPa

Trang 44

Theo bảng 9.1a-[1.] ta chọn kích thước then theo đường kính trục

23

Trang 45

Bảng kiểm nghiệm then

- Kiểm tra bền tại tiết diện nguy hiểm:

σ F = πa d C 3 = πa 363 = 43,49 MPa < [σσ F ] = 55 Mpa

Trang 46

Trang 47

Theo bảng 10.7 [1], chọn ψσ = 0,1; ψ• = 0,05

Theo bảng 10.5 [2], chọn β=1,7 vớitrường hợp phun bi

10 Hệ số an toàn theo ứng suất uốn:

 Điều kiện bền mỏi được thỏa mãn

 Và do s = 4,69 nên ta không cần kiểm nghiệm trục theo độ cứng

Biểu đồ moment của trục II:

25

Trang 48

Trang 49

Trang 50

B.Trục I

1 Chọn vật liệu: Chọn vật liệu là thép 45 tôi cải thiện, có giới hạn bền σb=850

MPa, ứng suất xoắn cho phép [•]=20 MPa

Chiều dài moay ơ khớp nối:

lm14 = (1,4 2,5)Dt (Dt là đường kính đi qua tâm các chốt của khớp nối)

Fr11=Fr21 = Ft11tan = 1313,95.tan200/cos32,520= 567,17 N

a11 a21 t11.tan =1313,95.tan32,520 = 837,72 NLực dụng vòng trên khớp nối:

F n = 2T1 = 2.31534,90 = 1001,11 N

D t 63

27

Trang 51

Trang 52

5 Phản lực liên kết tại các gối:

Trang 53

trục Bảng kiểm nghiệm then

Then (mm) Chiều Moment Ứng suất Ứng suấtĐường kính

Trang 54

Trang 55

Hệ số an toàn theo ứng suất uốn:

*Biểu đồ moment của trục I:

30

Trang 56

Trang 57

Trang 58

3 Chiều dài moay ơ đĩa xích

Trang 59

 Tiết diện nguy hiểm nhất tại C

7 Đường kính trục tại tiết diện

d C =√3

0,1.[σ] =√3 274025,82

0,1.55 = 36,80 mm do tại C có lắp bánh răng có then nên ta tăng

thêm 5% - 10%  dC = 36,80.(1,05÷1,1) = (38,64÷40,48) mm ta chọn dC= 40 mm ChọnKiểmtheonghiệmtiêu cthen:uẩn lắp ổ lăn dB=dD= 35 mm dA = 32 mm

Trang 60

Then (mm) Chiều Moment Ứng suất Ứng suấtĐường kính

Trang 61

Theo bảng 10.10 [1], chọn σ = 0,73; • = 0,78

34

Trang 62

Theo bảng 10.7 [1], chọn ψσ = 0,1; ψ• = 0,05

9 Hệ số an toàn theo ứng suất uốn:

Biểu đồ moment của trục III :

35

Trang 63

Trang 64

Trang 65

2 Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ:

Với d=35 mm, theo bảng P2.12 [1], chọn ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ có kí hiệu 207, có C= 20,1 kN; C0 = 13,9 kN

37

Trang 66

-Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ:

Chọn một trong hai giá trị lớn nhất:

Q0 = X0.Fr1 + Y0.Fa = 0,6.1766,69 + 0,5.0 = 1060,01N

38

Trang 67

Trang 68

Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ:

Với d = 30 mm, theo bảng P2.12 [1], ta chọn ổ bi đở có kí hiệu 206, có C= 15,3 kN;

Trang 69

Trang 70

C. Ổ lăn trên trục III:

Chỉ có lực hướng tâm, do đó ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy cho gối đỡ

Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ:

Với d = 35 mm, theo bảng P2.7 [1], chọn ổ cỡ nhẹ có kí hiệu 207, có C = 20,1 kN; C0

= 13,9 kN,

Ta có: Fa = 0 nên theo bảng 11.4 [1], chọn X = 1 và Y = 0

Q1 = (XVFr + YFa)KσKt = (1.1.2781,62 + 0.0).1,2.1 = 3337,94 N

Trang 71

Q0 = X0.Fr1 + Y0.Fa = 0,6.2781,62+ 0,5.0 = 1668,97

N Với X0 = 0,6 và Y0 = 0,5 (bảng 11.6 [1]) Q0 = Fr1 =

2781,62 N

10 6 60.119,88.14400

Trang 72

Trang 73

Ta thấy Q0 = 2781,62 N ¿ C0 = 13900 N do đó ổ được chọn thoải mãn điều kiện bền tĩnh.

42

Trang 74

PHẦN VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP

Chiều dày: Thân hộp,δ δ =0,03a + 3 =0,03.160+3=7,8 mm (lấy

d3= (0,8÷0,9)d2=0,8.12

= 9,6 mm

 Chọn d3=10 mmVít ghép nắp ổ d4

d4= (0,6÷0,7)d2=0,6.12

= 7,2mm

 Chọn d4=8 mmVít ghép nắp cửa thăm d5

d5= (0,5÷0,6)d2= 0,6.12

= 7,2mm

 Chọn d5= 8mmMặt bích ghép nắp và thân

43

Trang 75

Trang 76

Chiều dày bích thân hộp S3 S3= (1,4÷1,8)d3=(1,4÷1,8).10

=(14÷18)mm

 Chọn S3=18 mmChiều dày bích nắp hộp S4 S4= (0,9÷1)S3=(0,9÷1).21

=(18,0÷21) mm

 Chọn S3=20 mm

Bề rộng bích nắp và thân K3 K3 ≈K2-(3÷5)=38-(3÷5)= (35÷33) mm

chọn K3 = 35 mmKích thước gối trục

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít D2= D+ (1,6÷2)d4=72+2.8=88 mm

R2 = 1,3d2 =1,2.12= 14,4 mmC=D3/2=107,2/2=53,6 mm

Chiều cao h h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm

lỗ bulong và kích thước mặt tựa

Mặ đế hộp

Chiều dày: khi không có phần lổi S1 S1= (1,3÷1,5)d1=(1,3÷1,5).16

=(20,8÷24) mmchọn S1 = 24 mmKhi có phần lổi Dd, S1 S2 Dd xác định theo đường kính dao khoét

S1≈ (1,4÷1,7)d1=(1,4÷1,7).16

=(22,4÷27,2) mm

44

Trang 77

Trang 78

Giữa bánh răng với thành trong hộp Δ ≥ (1÷1,2)δ=(1÷1,2).8

PHẦN VII TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT PHỤ

45

Trang 79

Để ngăn mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp

Để đảm bảo vị trí tương dối giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như lắp ghép ta dùng chốt định vị hình côn d = 10mm; c=1,6; chiều dài l =50 mm tra bẳng 18-4b [3];

46

Trang 80

3. Cửa thăm:

Để kiểm tra quan sát các chi tiết trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hợp

Nắp quan sát tra bảng 18.5 [3] ta lấy:

Trang 82

Chọn M30x2.Các thông số trong bảng 18.7 trang 93

6 Que thăm dầu:

Dùng kiểm tra dầu trong hộp giảm tốc.Vị trí lắp đặt nghiêng 300 so với mặt bên, kích thước theo tiêu chuẩn

49

Trang 83

Các kích thước có trong hình vẽ

PHẦN VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP

50

Trang 84

Dựa vào kết cấu và yêu cầu làm việc, chế độ tải của các chi tiết trong hộp giảm

tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau:

1 Dung sai và lắp ghép bánh răng:

Chịu tải vừa, thay đổi, va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung H7/k6

2 Dung sai và lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ghép ổ lăn ta lưu ý:

- Lắp vòng trong lên trục theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngoài vào vỏ theo hệ thốngtrục

- Để các vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ hộp khi làm việc, cần chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay

- Đối với các vòng không quay ta sử dung kiểu lắp có độ hở

Chính vì vậy mà khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ thì ta chọn H7

3 Dung sai khi lắp vòng chắn dầu:

Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

4 Dung sai khi lắp vòng lò xo( bạc chắn) trên trục tuỳ động:

Vì bạc chỉ có tác dụng chặn các chi tiết trên trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7

5 Dung sai lắp then trên trục:

Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là P9 và kiểu lắp trên bạc là D10

51

Trang 85

1. Bảng dung sai lắp ghép bánh răng

Mối lắp Sai lệch giới hạn trên (mm) Sai lệch giới hạn dưới (mm)

Trang 86

3. Bảng dung sai lắp ghép then

Kích thước

Sai lệch giới hạn chiều rộng

Chiều sâu rănh thenrănh then

tiết diện then

Trang 87

Trang 88

KẾT LUẬN

Qua thời gian làm đồ án môn học, em đã hiểu được thế nào là thiết kế một chi tiếtmáy, một cơ cấu và hệ dẫn động cơ khí Có kinh nghiệm về cách phân tích một côngviệc thiết kế, cách đặt vấn đề cho bài toán thiết kế

Môn học đã giúp em vận dụng những môn cơ sở ngành vào trong quá trình thựchiện đồ án như Vẽ Cơ Khí, Chi Tiết Máy, Sức Bền Vật Liệu Giúp em cũng cố kiếnthức của các môn cơ sở ngành và vận dụng nó vào thực tiển khi làm đồ án

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô khoa Cơ khí và sự hướngdẫn tận tình của cô giảng viên hướng dẫn đã luôn theo sát bài báo cáo của em trongsuốt quá trình thực hiện, cô đã tận tình chỉ bảo và sữa lỗi cho em những chổ sai để

em có một bài báo cáo đồ án được hoàn thiện hơn

54

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Xích Tải
Tác giả	Trần Hoàng Phúc
Người hướng dẫn	Lê Quang Vinh
Trường học	Trường Đại Học Nông Lâm Tp.Hcm
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Tp. Hcm

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	488,12 KB