(TIỂU LUẬN) đồ án CHI TIẾT máy ĐỘNG cơ và PHÂN PHỐI tỷ số TRUYỀN

Môn học chi tiết máy đong vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phươngpháp tính toán thiết kế các chi ti

Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 18:

Thành viên

- Tìm hiểu, tính toán Bánhrăng

Vẽ tay bản vẽ A0

Vẽ tay bản vẽ A0-

1

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sư nghiệp đổi mới của đất nước, tầm quan trọng của nghành Cơ Khínoi chung và Công Nghệ Chế Tạo Máy noi riêng, giữ vai trò then chốt trongcông cuộc Công Nghiệp Hoa Hiện Đại Hoa đất nước Trong bối cảnh đất nướcđang gia nhập WTO thì điều này càng khẳng định

Môn học chi tiết máy đong vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo

kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phươngpháp tính toán thiết kế các chi tiết, các thiết bị phục vụ cho các máy moc công-nông nghiệp và giao thông vận tải…

Đồ án môn học chi tiết máy co sư kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thưcnghiệm Lý thuyết tính toán các chi tiết máy được xây dưng trên cơ sở nhữngkiến thức về toán học, vật lý, cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, sức bền vật liệuvvv… được chứng minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thưc tiễn

Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án co tầm quan trọng nhấtđối với một sinh viên nghành Cơ Khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiếnthức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán thiết kế cácchi tiết co công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyếtnhững vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vàoviệc thiết kế máy sau này

Đây là lần đầu nhom em làm đồ án, nên sẽ không tránh khỏi những sai xot,

em mong nhận được sư gop ý và chỉ bảo thêm của thầy và các bạn

Đồ án này được thưc hiện trong 15 tuần, gồm 3 thành viên, khối lượng côngviệc sẽ được phân đều cho các thành viên trong nhom Đồ án này sẽ không đượchoàn thành nếu không co sư hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy T.S Lê ThểTruyền và sư giúp đỡ của các bạn trong lớp Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơnsâu sắc đến thầy T.S Lê Thể Truyền đã tận tình giúp đỡ nhom em hoàn thành đồán

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TPHCM, Ngày……tháng… năm 2016

Giảng viên hướng dẫn

MUC LUC

Trang

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VU………1

LỜI NÓI ĐẦU ………2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN……… ………3

MUC LUC ……… …4

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI……

……….7

I.1 Động cơ điện ……… 7

I.2 Nối trục đàn hồi ……… 8

I.3 Hộp giảm tốc ……… 8

I.4 Bộ truyền xích……….…9

I.5 Băng tải……… 9

CHƯƠNG II: ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN……… ….10

II.1 Chọn động cơ điện.……… 10

II.2 Phân phối tỷ số truyền cho hệ thống……… 11

II.3 Tổng kết đặc tính của hệ……… 12

Bảng thống kê……….……… 13

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH……… 14

III.1 Chọn loại xích ống con lăn……… ……….14

III.2 Chọn số răng của đĩa xích……… 14

III.3 Tính số răng đĩa xích lớn (bị dẫn) ……… 14

III.4 Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích, hệ số K.……… 14

III.5 Tính công suất tính toán Pt……….……… 15

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG……….18

A Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 2 cấp nhanh 18

B Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 2 cấp chậm……… 25

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRUC……….31

V.1 Chọn vật liệu cho trục……….………31

V.2 Tính toán thiết kế trục và độ bền……….… 31

V.2.1 Tính đường kính sơ bộ của trục……… 31

V.2.2 Tính gần đúng trục……… 32

V.2.3 Phân tích lưc tác dụng lên bộ truyền……… 33

V.2.3.1 Bộ truyền cặp bánh răng cấp nhanh……….33

V.2.3.2 Bộ truyền cặp bánh răng cấp chậm……… 34

V.2.4 Tính Momen lưc……… 35

V.2.5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi……….43

CHƯƠNG VI :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEN………49

VI.1 Trục 1……….………49

VI.2 Trục 2……….50

VI.3 Trục 3……….51

Bảng tổng kết……….53

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ Ổ LĂN……… ……….54

VII.1 Trục đầu vào (trục I)……….54

VII.2 Trục trung gian (trục II)………56

VII.3 Trục đầu ra (trục III)……….59

VII.4 Bôi trơn ổ lăn………62

VII.5 Che chắn ổ lăn……… 62

VII.6 Cố định trục theo phương pháp dọc trục……… 62

CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC……… ……….… 63

VIII.1 Chọn bề mặt ghép nắp và thân……… ……… 63

VIII.2 Các kích thước cơ bản của vỏ hộp……… 63

CHƯƠNG IX: CÁC CHI TIẾT PHU……….66

IX.1.Vòng chắn dầu 66

IX.2 Chốt định vị……….66

IX.3 Nắp quan sát 67

IX.4 Nút thông hơi 67

IX.5 Nút tháo dầu 68

IX.6 Que thăm dầu 69

IX.7 Vòng phớt 69

CHƯƠNG X: DUNG SAI LẮP GHÉP……… 71

X.1 Dung sai lắp ghép bánh răng 70

X.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn 70

X.3 Dung sai lắp ghép then 72

X.4 Dung sai lắp ghép vòng chắn đầu 73

CHƯƠNG XI: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC……… 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….75

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI

- Sơ đồ hệ thống dẫn động băng tải:

- Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển

- Bộ truyền xích ống con lăn

5- Băng tải

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ: Khi động cơ quay truyền động qua khớp nối tớihộp giảm tốc tác động qua cặp bánh răng cấp nhanh rồi qua cấp chậm đến bộtruyền xích qua trục công tác làm quay trục công tác dẫn đến băng tải hoạt động

I.1 Động cơ điện

Động cơ điện là thiết bị cung cấp momen cho hệ thống dẫn động hoạt động, chọnđộng cơ điện để dẫn động máy moc hoặc thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiêntrong quá trình tính toán thiết kế máy Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặctính và phạm vi sử dụng của tưng loại, đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu lamviệc cụ thể của thiết bị được dẫn động

Phân loai động cơ điện:

a Động cơ điện một chiêu

- Ưu điểm: dễ dàng thay đổi trị số momen và vận tốc goc trong phạm vi rộng.Đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, do đo được dùng rộng rãitrong các thiết bị vận chuyển

- Nhược điểm: giá thành đắt, kho tìm kiếm trên thị trường, phải tăng thêm vốngđầu tư để đặt các thiết bị chính lưu

b Động cơ điện xoay chiêu

Bao gồm hai loại: một pha và ba pha

- Động cơ một pha: co công suất tương đối nhỏ nên thuận tiện cho các dụng cụgia đình

Ưu điểm: hiệu suất và cosφ cao, hệ số quá tải lớn

Nhược điểm: thiết bị tương đối phức tạp, giá thanh tương đối cao

Động cơ điện ba pha không đồng bộ:

Động cơ không đồng bộ roto dây quấn: cho phép thay đổi vận tốc trong+

8

- Đặc điểm của hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục:

+ Ưu điểm: kích thước chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đo kích thước nhỏgọn hơn so với các hộp giảm tốc khác

-Kho bôi trơn bộ phận ổ trục ở giữa hộp

Kết cấu ổ phức tạp do co ổ đỡ bên trong hộp

Trục trung gian lớn do khoảng cách các ổ đỡ lớn, do đo muốn đảm bảo trục

đủ bền và cứng cần phải tăng đường kính trục

Kích thước chiều rộng lớn

I.4

Bộ truyên xích ống con lăn

Khái niệm: Tải trọng động được truyền tư trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờvào sư ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích

CHƯƠNG II: ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỂN

II.1 Chọn động cơ điện:

a, Chọn hiệu suất của hệ thống: ɳ=ɳk ×ɳ br

Trong đo:

2×ɳ x ×ɳ ol4

ɳk =0,99 hiệu suất khớp nối với đàn hồi

ɳbr =0,97 hiệu suất bộ truyền bánh tải răng trụ

ɳ x=0,93 hiệu suất bộ truyền xích

ɳol=0,99 hiệu suất 1 cặp ổ lăn

Vậy:ɳ=ɳk ×ɳ br2×ɳ x ×ɳ ol4

=0,99×0,972× 0,93× 0,994

=0,8321

b, Tính công suất tính toán:

- Công suất tính toán:

10

nđc=1455(vòng/ phút) số vòng quay của động cơ

nbt=35,828( vòng/ phút) số vòng quay trục công tác

- Phân bố tỉ số truyền như sau:

11

CHƯƠNG III: BỘ TRUYỀN XÍCH

Tính toán bộ truyền xích với các số liệu sau:

III.1 Chọn loai xích ống con lăn

III.2 Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức:

Hệ số xét đến ảnh hưởng số răng đĩa xích Kz:

z0

1=25=

1,19

K z = z1 21Chọn xích 1 dãy: Kx = 1

III.5 Tính công suất tính toán P t :

a=0,25× pc ׿Chọn a = 1226 mm (giảm (0,002÷ 0,004)× a¿

III.10 Số lần va đập trong 1s theo công thức (5.27) – Tài liệu [3]:

III.12 Đường kính đĩa xích:

Giới hạn chảy : σ ch=450MPa

IV.4 Tính cho bộ truyên bánh răng trụ răng nghiêng Z1 – Z1 (cấp nhanh) IV.4.1 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σH]H] và ứng suất uốn cho phép [σH]F]:]:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép : (6.33 trang 220-Tài liệu [3]):

+ Số chu kỳ làm việc cơ sở:

2

18

3 3

13.83

T T

Hệ số xét đến ảnh hưởng của điểu kiện bôi trơn: Kl = 1

Hệ số xét ảnh hưởng của kích thước răng:

cos(14.0 70 )

tgα cosβ

[ F 1] 277.7+

+

Bánh dẫn: = =67.57

24

σ 0 Fli =1.8 HB 3=486 MPa

25

IV.4.8 Xác định các kích thước bộ truyên :

Lưc hướng tâm: F =F =F tgα=3223.27× tg(200

Theo bảng 10.3 trang 189 tài liệu [1] ta co:

- Khoảng cánh tư mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hay khoảngcách giữa các chi tiết quay:

y / A

35

- Mô men tại các điểm nguy hiểm:

- Mô men tại các điểm nguy hiểm:

M = M yj√ 2 +M 2

+∑ M =0≤¿F ×125−F ×264,5

40

-Xét tại tiết diện C-C

Đường kính trục dC-C = 35 mm, tra bảng 9.1a trang 173 tài liệu [1]

Chọn then bằng co : b x h =10 x 8Trong đo: b chiều rộng then (mm)

h chiều cao then (mm)chiều sâu rãnh then trên trục t1=5chiều sâu rãnh then trên bạc t2=3,3Trục co I co 2 then

- Theo bảng 10.6 tài liệu [1] trang 196 :

2

42

- Theo bảng 10.10 tài liệu [1] trang 198 ta chọn :

σ τ

SC= =14,4 ≥(1,5 ÷ 2,5)

√S σ

45

- Đường kính trục dC-C = 35 mm,tra bảng 9.1a trang 173 tài liệu [1].

Chọn then bằng co : b x h =10 x 8Trong đo: b chiều rộng then (mm)

h chiều cao then (mm)chiều sâu rãnh then trên trục t1=5chiều sâu rãnh then trên bạc t2=3,3-

-Xét tại tiết diện D-D,

Đường kính trục dD-D = 45 mm,tra bảng 9.1a trang 173 tài liệu [1]

Chọn then bằng co : b x h =14 x 9Trong đo: b chiều rộng then (mm)

h chiều cao then (mm)chiều sâu rãnh then trên trục t1=5,5chiều sâu rãnh then trên bạc t2=3,8-

- Vì điều kiện l ≤1,5d=¿l ≤1,5× 45=67,5mm theo tiêu chuẩn bảng 9.1a trang1

Xét tại tiết diện D-D

Đường kính trục dD-D = 45 mm, tra bảng 9.1a trang 173 tài liệu [1]

Chọn then bằng co : b x h =14 x 9

*

-Trong đo: b chiều rộng then (mm)

h chiều cao then (mm)chiều sâu rãnh then trên trục t1=5,5chiều sâu rãnh then trên bạc t2=3,8-

điều kiện điều kiện bền

dập(N.mm )

bền cắt(N.mm )

I

I

10x88x7

453256405063

3,32,83,83,84,43,8

54

16,732,9

513,338,22II

II

III

III

14x914x918x1114x9

5,55,57

32,89

52

VII.1 Trục đầu vào trục I

Đường kính tại vị trí ổ lăn d = d = 30 mmA B

Đường kính tại vị trí bánh răng dC = 35 mm

Lưc tác dụng lên ổ lăn:

Kí hiệu ổ d , mm

6106 30

D, mm62

B = T mm

r, mm r1, mm1,5 0,5

C, kN18,2

C0, kN13,3

VII.1.3 Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

- Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ

Trong đo : + Q tải trọng động quy ước

++

L tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

m bậc của đường cong mỏi : ổ bi nên m = 3

Q =0,6×1856,8+0,5× 383,57=1305,865 N <C =13900 N t 0

Q =1305,865N <C =13900N t 0

 Thỏa điều kiện

VII.2.4 Số vòng quay tới han của ổ :

Lh 60n

Theo công thức 11.13 trang 219 tài liệu [1] ta co: L=

106Với L tuổi thọ của ổ lăn tính bằng giờ :h L = 10÷ 25 10 h ( ) 3 theo bảng 11.2 tàiliệu [1] ta chon Lh= 20.103

ổ lăn được chọn thỏa yêu cầu.



VII.4 Bôi trơn ổ lăn

Mục tiêu chính của bôi trơn ổ lăn là tránh các bề mặt kim loại tiếp xúc trưctiếp với nhau, tức là tạo màng dầu bôi trơn trên bề mặt tiếp xúc Bôi trơn ổ lăn cocác hiệu quả sau: Giảm ma sát và mài mòn; giảm nhiệt sinh ra trong ổ; kéo dàituổi thọ ổ; tránh ghỉ; bảo vệ không cho các chất bẩn rơi vào bề mặt tiếp xúc

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ ,vì vận tốc bánh răng thấp không thểdùng phương pháp bắn toe để dẫn dầu vào trong hộp để bôi trơn các bộ phận ổ.Bôi trơn tư 80÷90% tổng số ổ lăn làm việc ở nhiệt độ nhỏ hơn 70÷100 C Ta0

chọn mỡ calcium làm việc ở nhiệt độ 60 C.0

Ưu điểm của mỡ bôi trơn :

+

+

+

Hệ số ma sát lớn nên chịu được tải trọng lớn

Bảo vệ chi tiết khỏi bẩn lâu hơn dầu

Giá thành re hơn dầu

Nhược điểm :

+

+

Khả năng thoát nhiệt kém

Kho được bôi trơn tập chung

VII.5 Che chắn ổ lăn

Che chắn ổ lăn nhằm mục đích ngăn bụi, các hạt mài mòn, nước tư ngoàichảy vào ổ và không cho dầu, mỡ tư ổ chảy ra ngoài Ngoài ra còn co tác dụngkhông cho dầu bôi trơn các chi tiết máy khác rơi vào ổ (vì ổ thông thường bôitrơn bằng mỡ)

Vì vận tốc trung bình và chậm nên ta chọn vòng phớt

61

CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC

VIII.1 Chọn bê mặt ghép nắp và thân :

VIII.2 Các kích thước cơ bản của vỏ hộp: Dựa vào bảng 18-1 trang 85 – Tài liệu [2]

Chiều dày

= 0,03.a + 3 = 0,03.160 + 3 = 7,8 mm Chọn  = 8 mm

62

Chọn d4=12mm

+ Vít ghép nắp cửa thăm d5 d 5 = 0,6.d 2 = 9,6 mm

 Chọn d5 = 10 mmMặt bích ghép nắp và thân

+

+

+

Chiều dày bích thân hộp S3

Chiều dày bích thân hộp S4

+ Bề rộng mặt đế hộp K1 và q K = 3 d = 54 mm

q ≥ K1+2 = 90 mmKhe hỡ giữa các chi tiết

+

+

Giữa bánh răng với thành trong hộp

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp

64

CHƯƠNG IX: CÁC CHI TIẾT PHU

do đo loại trư được một trong các nguyên nhân làm ổ nhanh bị hỏng

Ta chọn chốt dịnh vị hình trụ co : d = 8 mm chiều dài l = 58 mm

IX.3 Nắp quan sát

Để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vàohộp, trên đỉnh hộp co làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp, trên nắp colắp thêm nút thông hơi

Nắp quan sát tra bảng 18.5 trang 98 tài liệu [2] ta lấy:

Số

Vít lương

vít(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

IX.4 Nút thông hơi

Khi làm việc nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hà không khíbên trong và bên ngoài hộp người ta dùng nút thông hơi

66

Các thông số trong bảng 18.6 trang 93 tài liệu [2]:

G H I K L M N O

M27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

IX.5 Nút tháo dầu

Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn (do bụi bặm và dohạt mài), hoặc bị biến chất, do đo cần thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp co

lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo đầu

Chọn M20x2.Các thông số trong bảng 18.7 trang 93 tài liệu [2]

GVHD: TS LÊ THẾ TRUYỀN 69

CHƯƠNG X: DUNG SAI LẮP GHÉP

Tính toán, lưa chọn dung sai chế tạo và chế độ lắp ghép phù hợp là một trongnhững nội dung quan trọng khi thưc hiện công việc thiết kế hệ thống truyền động

cơ khí Các giá trị dung sai lắp ghép noi trên co ảnh hưởng rất lớn đến việc lưachọn quy trình công nghệ, thiết bị, dụng cụ cho gia công và lắp ráp hệ thống.Chúng cũng đong vai trò quyết định đến sư hoạt động của toàn hệ thống sau này.Dưa vào tài liệu [5] để tra các sai lệnh giới hạn, dung sai các chi tiết

X.1 Dung sai lắp ghép bánh răng

- Chọn dung sai theo hệ thống lỗ Chọn mối lắp theo kiểu H7/k6

Sai lệch Sai lệchgiới hạn

28232828

70

+2 18+2 2121

232828

2125

2832

X.4 Dung sai lắp ghép vòng chắn đầu

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

Sai lệch Sai lệchgiới hạn giới hạn N

Vòng chắn đầu –

72

CHƯƠNG XI: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

Để giảm mất công suất vì ma sát, giảm mày mòn, đảm bảo thoát nhiệttốt và đề phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần bôi trơn cho trục các bộ truyềntrong hộp giảm tốc

Vì vận tốc của bánh răng nhỏ nên ta chọn cách bôi trơn ngâm trong dầubằng cách ngâm bánh răng ta dùng dầu công nghiệp 45 để bôi trơn hộp giảmtốc

Khi vận tốc nhỏ thì lấy chiều sâu ngâm là 1/6 bán kính bánh răng cấpnhanh còn đối với bánh răng cấp chậm co chiều sâu dưới 1/4 bán kính, 0,4 –0,8 lít cho 1 kW Chọn độ nhớt của dầu ở 500

C với bánh răng thép, bảng (18-13) tài liệu [2] trang 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 1 ,Nhà xuất bản giáo dục Xuất bản năm 2010

[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 2 ,Nhà xuất bản giáo dục Xuất bản năm 2010

[3] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ Sở Thiết Kế Máy, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia

TP Hồ Chí Minh Xuất bản năm 2008

[4] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập chi tiết máy, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP

Hồ Chí Minh Xuất bản năm 2011

[5] Ninh Đức Tôn, Sổ tay Dung sai lắp ghép, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.Xuất bản năm 2012