(TIỂU LUẬN) đồ án chi tiết máy THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG THÙNG TRỘN PHƢƠNG án 9

Hiểu biết,nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động lànhững yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.. Đốivới các hệ thống truyền động thường

MỤC LỤC























Lời nói đầu.………Trang 1

Các thông số đầu vào………3

Tính toán chọn động cơ……….4

Thiết kế đai………8

Thiết kế bộ truyền bánh răng……… 13

Thiết kế trục và then………30

Tính toán chọn ổ……….48

Thiết kế kết cấu vỏ……… 54

Thiết kế các chi tiết phụ……….56

Dung sai lắp ghép………62

Tài liệu tham khảo……… 65

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 cơkhí hiện đại Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động làcông việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước Hiểu biết,nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động lànhững 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 Đốivới các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phậnkhông thể thiếu

Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta cóthể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy,Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việcthiết kế cơ khí Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà côngviệc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổlăn,… Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung vàhoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí

Em chân thành cảm ơn thầy Dương Đăng Danh , các thầy cô khoa cơ khí

đã giúp 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

Kính chúc quý thầy cô sức khỏe và hạnh phúc

ĐỀ TÀI 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG

THÙNG TRỘN PHƯƠNG ÁN 9

Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm:

135

- Động cơ điện; 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang;

- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi; 4- Nối trục đàn hồi;

- Thùng trộn

Số liệu thiết kế: phương án 9

Công suất trên trục thùng trộn, P : 3,5 KW

Số vòng quay trên trục thùng trộn, n(v/p) : 30(v/p)

Thời gian phục vụ, L(năm) : 6

Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ

(1 năm làm việc 250 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ)

Chế độ tải:

T1= T ;T2 = 0,2T ;T = 0,2T ;t = 12s ;t = 60s ;t = 28s3 1 2 3

PHẦN THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

***PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN

 Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

n sb  n u  30.24  720(vòng / phút)lv ch

3 Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện:

 Động cơ điện được chọn phải có công suất Pdc và số vòng quay đồng

bộ thoả mãn điều kiện:

++

P ≥ P = 1,57 (KW)

nđb ≈ nsb

Dựa vào bảng P1.3 trang 236 sách “ Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động

Cơ Khí Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển ta chọn động cơ

Kiểu động cơ Công suất Vận tốc quay cosφ % T /Tmax dn Tk/Tdn

(KW) (vòng/phút)

5

n3    29,97(vòng / phút)

3 Tính Moment xoắn trên các trục:

6

Hình vẽ minh họa vị trí các trục :

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

Số liệu đầu vào:

Công suất: P1 = 4 (KW)

Số vòng quay: nđc =720 (v/p)

Tỷ số truyền: ud = 3

Điều kiện làm việc: quay một chiều ,làm việc hai ca, tải va đập nhẹ

(1 năm làm việc 250 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ)

1.Chọn loại đai:

Dựa vào Pdc = 4 (KW) và n = 720 (v/p) và hình 4.22 trang 153 sách “Cơ sởthiết kế máy“ của Nguyễn Hữu Lộc và các thông số kĩ thuật trên ta chọnđai dạng B

Từ bảng 4.3 trang 128 sách “Cơ sở thiết kế máy“ của Nguyễn Hữu Lộc ta

có các thông số kĩ thuật của đai loại B là:

d 2  ud (1)  3.180.(1 0, 01)  534, 6(mm)1

Với ε = 0,01 : hệ số trượt tương đối

Theo tiêu chuẩn chọn d2 = 560 (mm)

Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn :

Giả sử góc biên dạng bánh đai:

PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG A.CHON VẬT LIỆU VÀ TÍNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP:

15

Tỉ số truyền:

u1 = 3,08Góc nghiêng răng:

9.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc:

Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định bởi công thức (6.86):

bw = 100 (mm)

Tỉ số truyền:

u1 = 2,6Góc nghiêng răng:

Đường kính vòng chia d, (mm): Bánh dẫn 68,51

211,573,51216,562,26205,2535

1122881162921072831000,46

Bánh bị dẫnĐường kính vòng đỉnh da, (mm): Bánh dẫn

Bánh bị dẫnĐường kính vòng đáy df , (mm): Bánh dẫn

Bánh bị dẫnChiều rộng vành răng bw, (mm)

D.KIỂM NGHIỆM ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU:

- Mức dầu phải thỏa điều kiện: dầu ngập qua chân răng của bánhrăng 2 và không được ngập quá 1/3 bán kính bánh răng 4 để tránhmất công suất do khuấy dầu

PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN HỘP GIẢM TỐC A.CHỌN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU CỦA TRỤC

Vật liệu chế tạo trục là thép C45 tôi cải thiện

Giới hạn bền: ζb = 850 MPa

Trị số ứng suất uốn cho phép tra trong bảng : [ζζ ] = 63 MPa

Ứng suất xoắn cho phép:

[ζη ] =20 ÷ 25 MPa đối với trục vào ra của hộp giảm tốc

η ] =10 ÷ 15 MPa đối với trục trung gian

[ζ

1.Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức:

Theo công thức sau:

Chọn d3 = 70 mm

Do lắp bánh đai vào đầu vào trục động cơ điện nên ta không cần quan tâmđến đường kính trục động cơ điện

2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:

2.1 Theo bảng 10.2 trang 189 sách “Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một Trịnh Chất – Lê Văn Uyển” ta chọn chiều rộng ổ lăn tương ứng:

A1 C1

D1

n1 Fy14

Fz14 Fy13

Fz13

Fx14 Fx13

154685,14(Nmm)

1

35

Xác định moment tương đương:

37

Fx24 Fz24

Fx22 D2Fz22 C2

A2 Fy22 Fy24

Fy23

E2 Fx21

Fy20 Fx23

331535,22(Nmm) 1

38

Xác định moment tương đương:



Fx32 = 8056,03 (N)

Fy32 = 2932,16 (N)Lực từ khớp nối tác dụng lên trục:

Lực vòng Fx32 tác dụng lên bánh răng theo hướng trục x vì vậy chiều lực từkhớp nối tác dụng lên trục được chọn ngược chiều với Fx32 để có đựơc ứngsuất lớn nhất tác dụng lên tiết diện trục lắp bánh răng, từ đó mà ta sẽ tìmđựơc tiết diện trục hợp ly nhất

Dt là đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt của nối trục đàn hồi

Từ bảng 16-10a trang 68 với T = 1137906,24 (Nmm) ta chọn D = 2103 t(mm)

2

40

B3 Fy32

D3 Fx31

41

Xác định moment tương đương:

Theo kết cấu và biểu đồ moment trục ta thấy các tiết diện nguy hiểm cầnđược kiểm tra về độ bền mỏi:

-Trục 1: tiết diện A1 (lắp bánh đai); tiết diện C1 (lắp bánh răng).Trục 2: hai tiết diện lắp bánh răng B2;C2

Trục 3: tiết diện lắp bánh răng B3 ; lắp nối trục D3

2,28 2,44 2,32 1,86 2,38 2,422,36 2,44 2,41 1,86 2,46 2,512,48 2,97 2,47 2,28 2,58 2,572,64 2,97 2,58 2,28 2,74 2,682,48 2,97 2,47 2,28 2,58 2,57

150969,6150969,6225568,8225568,811379061137906

93,1993,1983,1638,3672,9491,03

29,97

47

PHẦN V: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ A.TRỤC 1:

Tuổi thọ: do thời gian làm việc của hộp giảm tốc là lớn nên ta chọn tuổi thọ

ổ phù hợp.Chọn thời gian làm việc của ổ là 2 năm

 Thời gian làm việc của ổ 2 năm thay 1 lần:

Lh = 2.250.2.8 = 8000 (giờ)

Vì lực dọc trục Fa (Fz13 ,Fz14 ) tự động triệt tiêu nhau nên ta chọn ổ bi đỡ một dãy;tra bảng P2.7/ tr.255[ζ1] ta chọn được ổ lăn có ký hiệu 206,là cỡ nhẹ có các thôngsố:

Tải trọng thay đổi nên: (công thức 11.24 sách “cơ sở thiết kế máy”- “ Nguyễn HữuLộc”)

 Qm i.L

i 13.12  0,23.60  0,23.28 

Q E  m  3 Q3. 

49

 Thời gian làm việc của ổ 2 năm thay 1 lần:

Lh = 2.250.2.8 = 8000 (giờ)Lực dọc trục Fa (Fz22 ,Fz24 ) tự động triệt tiêu nhau tuy nhiên do qua trình chế tạokhông thể chính xác hoàn toàn và tải trọng tác động cũng tương đối lớn nên tadùng ổ bi đỡ chặn

Ta chọn ổ bi đũa trụ ngắn đỡ 2210 với : d = 40 (mm); D = 80 (mm); b = 18; C =33,7 (kN); Co = 24(kN)

C d  Q.

L m

Khả năng tải động của ổ đƣợc bảo đảm.

c) Khả năng tải tĩnh của ổ:

PHẦN VI: THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC

Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giũa các chi tiết và các bộ-

phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôitrơn và bảo vệ các chi tiết tránh bụi

-Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng về phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 2o.

Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với các kích thước cơ bản như sau:

1/ Chiều dày : + thân hộp  = 0,03a + 3 = 0,03.200 + 3 = 9 (mm) > 6 (mm)

(chọn 10mm )

+ nắp hộp 1 = 0,9  = 9 (mm)

(chọn 9 mm )

54

5/ Kích thướt gối trục: chọn D=100

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít: D D (tra bảng (18.2 ) [ζ2])3 , 2

Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ(k ): k = E + R + ( 3  5) mm = 49,451,42 2 2 2mm

Chọn k2 = 50

Tâm bu lông cạnh ổ: E2 và C ( k là khoảng cách từ tâm bulông đến mép lổ )

E = 1,6 d =25,6 ( không kể chiều dày thành hộp ).2 2

R = 1,3 d =20,82

55

PHẦN CÁC CHI TIẾT PHỤ 1.Vòng chắn dầu

Không cho dầu mỡ tiếp xúc

Nắp quan sát tra bảng 18.5 trang 98 [ζ2] ta lấy:

Chọn M30x2.Các thông số trong bảng 18.7 trang 93

3max 0

59

Nắp ổ thường được chế tạo bằng gang xám GX15-32, có hai loại là nắp kín và nắpthủng cho trục xuyên qua.

Các kích thước của nắp hộp tra theo kích thước của gối trục

90125170

5275115

M6M8M10

644

D – Đường kính ngoài của ổ; D2 – Đường kính đường tâm qua các bulông ghépnắp ổ

D3 – Đường kính ngoài của nắp; h – chiều dày nắp

0.Vú tra mỡ cho ổ lăn:

1

60

3469

D4889

a99

b6,56,5

S0

1212

- Dung sai và lắp ghép bánh răng:

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

Dung sai lắp ghép ổ lăn:

Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:

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

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

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

Vì vậy khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ ta chọnH7

-3

4

Dung sai khi lắp vòng chắn dầu:

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

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 hởH8/h7

5 Dung sai lắp ghép then lên trục:

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

Bảng dung sai lắp ghép bánh răng:

Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạnMối lắp (μm)m) dưới (μm)m) Nmax (μm)m) Smax(μm)m)

+18+18+21+21

+2+2+2+2

18182121

23232828

45H7/k6

60H7/k6

70H7/k6

63

Bảng dung sai lắp ghép then:

Kích

thước tiềt

diện then

bxh

Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Chiều sâu rãnh then

Trên trục Trên bạc Sai lệch giới Sai lệch giớiH9 D10 hạn trên trục t1 hạn trên bạc t2

+0,098+0,040+0,098+0,040+0,120+0,050+0,120+0,050+0,149+0,065+0,149+0,065

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[ζ1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1, nhà

[ζ4] Trần Hữu Quế - Vẽ kỹ thuật cơ khí, tập 1, nhà xuất bản Giáo dục - 2003

[ζ5] Trần Hữu Quế - Vẽ kỹ thuật cơ khí, tập 2, nhà xuất bản Giáo dục - 2003

[ζ6] Ninh Đức Tốn – Dung sai và lắp ghép, nhà xuất bản giáo dục -1994.