Doanchitietmaynhom04 đồ án chi tiết máy thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

Nội dung cơ bản của thiết kế hệ thống truyền động cơ khí bao gồm các nội dung như: tính toán thiết kế hệ thống dẫn động, các chi tiết máy như: trục, bánh răng, ổ lăn, bánh đai … Trong

LỜI NÓI ĐẦU

Thực tế nền sản xuất công nghiệp nước ta chủ yếu là vừa và nhỏ, thiết kế chưa đóng vai trò quan trọng Nhưng với xu hướng phát triển hiện nay của nền kinh tế khu vực và thế giới, ngày càng đòi hỏi sự hội nhập giao lưu hợp tác giữa các nước Vai trò của thiết kế đã tìm được chỗ đứng quan trọng trong nền sản xuất công nghiệp hóa hiện đại hóa

Tính toán thiết kế hệ thống truyền động cơ khí không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư, kỹ thuật viên cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở cho sinh viên về thiềt kế và kết cấu máy Nó là môn học nhằm giúp cho sinh viên có những kiến thức cơ bản trong việc nắm bắt các giải pháp thiết kế tối ưu nhất

Nội dung cơ bản của thiết kế hệ thống truyền động cơ khí bao gồm các nội dung như: tính toán thiết kế hệ thống dẫn động, các chi tiết máy như: trục, bánh răng, ổ lăn, bánh đai …

Trong quá trình thực hiện, em cố gắng hết mình, tuy nhiên do đây là lần đầu tiên thiết kế và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót , song em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo thêm của thầy.

Trong thời gian làm đồ án này chúng em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy và các thầy cô trong trung tâm Cơ Khí Chúng em xin chân thành gởi đến các thầy cô lời cảm ơn chân thành nhất

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY

Với các số liệu sau:

Công suất: P = 8,5 (Kw)Số vòng quay: n = 85 (vịng/phút)Thời gian làm việc: 8.000 giờKiểu hộp giảm tốc: 2 cấp côn-trụ, như hình sau

Sơ đồ trọng tải hình như sau:

Y kiến nhận xét của giáo viên bộ môn:

1 Chọn động cơ:

Chọn động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ kiểu lồng sốc, vận hành đơn giản, mắc trực tiếp, với nguồn 3 pha, công suất phụ tải dưới 100Kw, không điều chỉnh vận tốc nhảy cấp thay đổi số cặp cực

Dung động cơ kiểu bảo vệ các lỗ thong gió có lưới che, bố trí bộ phận máy theo kiểu nằm.

2 Chọn công suất động cở điện phải thỏa mãn ba điều kiện:

- Lợi dụng toàn bộ công suất động cơ

- Động cơ không phát nóng quá ở nhiệt độ cho phép

- Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn

- Mômen mở máy phải lớn hơn mômen cản của phụ tải ban đầu

- Chọn động cơ làm việc ở chế độ dài hạn với phụ tải không đổi

với: : công suất định mức

: công suất làm việc: hiệu suất truyền động

….tích số hiệu suất của bộ truyền và các cặp ổ bi trong thiết bị, cọn theo bảng

- Ta chọn theo bảng:

= 0,94 hiệu suất bộ truyền đai

= 0,98 hiệu suât bộ bánh răng trụ

= 0,97 hiệu suất một cặp ở lăn

= 0,995 hiệu suất truyền bánh răng nón răng thẳng

= 1 hiệu suất khớp nối

Chọn sơ bộ động cơ che kín có quạt gió ( bảng 2P )

Kí hiệu: A02_52_4 số vòng 1460 v/p, công suất 10kw hiệu suất làm việc: 89%

3 Phân phối tỉ số truyền:

- Tỉ số truyền động chung:

- Với : số vòng quay của động cơ

: số vòng quay của máy

- Với:

- Với: : tỉ số truyền của đai (chọn = 3 )

- : tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng nón thẳng cấp nhanh

- : tỉ số truyền của bộ bánh răng trụ nghiêng cấp chậm

N(v/p) 1460 502 172 882Công suất

1 Chọn loại đai thang.

- Giả thiết vận tốc đai V> 5 m/s có thể dung loại đai B tính theo phương án và chọn theo phương án nào có lợi

Dựa vào bảng hướng dẫn chọn loại tiết diện đai hình thang mà ta chọn đai loại B

Tiết diện đai:

- Kích thước tiết diện đai: a h (mm) 22 13,5

Diện tích tiết diện F(mm2) 230

- Ta có bảng thông số hình học của đai:

Sơ đồ tiết diện đai Kí hiệu

Kích thước tiết diệncác loại đaiB

Tỉ số truyền là: i 2,86

4 Chọn sơ đồ khoảng cách trục A theo bảng:

I 1 2 3 4 5

A = D vậy A = 560 (mm)

5 Tính chiều dài L theo khoảng cách trục A:

- Tính sơ bộ theo công thức:

Lấy theo tiêu chuẩn ta có: L= 2360

Kiểm tra số vòng chạy u trong một giây

Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai

10 Tính lực căng dây ban đầu S

S = F với : là ứng suất căng ban đầu N/mm2

F: diện tích đai mm2Vậy S = 1,2 230 = 276

Lực tác dụng lên trục R= 3 S Zsin (N) Vậy R =3 276 3

= 2356

II Thiết kế bộ truyền bánh răng.

A Thiết kế bộ truyền bánh răng nón thẳng hộp giảm tốc hai cấp.

các số liệu N= 8,16n = 502 (vòng/phút) , P = 10, i = 2,92 Bộ truyền quay hai chiều làm việc trong 8000 giờ tải trọng thay đổi theo sơ đồ sau:

1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng nón.

- Ta chọn thép 50 là thép bánh răng lớn thép đúc 45 đều thường hóa

- Cơ tính của thép 50 thường hóa là: = 600 N/mm2, = 300 N/mm2 HB = 210

- Cơ tính của thép 45 thường hóa là: = 550 N/mm2, = 320 N/mm2 HB = 185

2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.

a Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn

Với u: là lần ăn khớp của một răng khi quay một vòng

N : là chu kỳ tương đương

M ,N ,T : là mômen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng

số giờ làm bánh răng làm việc ở chế độ i

M : là mômen xoắn lớn nhất có tác dụng lên bánh răng ( ở đây không tính đến mômen xoắn quá tải trong thời gian ngắn)

Vậy:

N =

Số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ

N = i N > N = 107

Do đó đối với cả hai bánh chọn = 1 với : là hệ số ứng suất tiếp xúc N

là chu kỳ cơ sở của đường cong mới tiếp xúc

b ứng suất tiếp xúc cho phép

là ứng suất tiếp súc cho phép N/mm2

là hệ số chu kỳBánh nhỏ = = 2.6x210= 546 N/mm2

Bánh lớn = = 2.6x185= 481 N/mm2

3 Ứng suất uốn cho phép

Số chu kỳ làm việc của bánh răng lớn, bánh răng nhỏ đều lớn hơn nên chọn = 1

Tính ứng suất cho phép theo công thức : = (Vì răng làm việc 2 chiều)

Trong đó: : là giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ hoạt động và trong chu kỳ đối xứng có thể lấy gần đúng đối với thép: = (0,4-0.5)

N: hệ số an toànĐối với bánh răng thép rèn hoặc cắn thường hóa hoặc tôi cải thiện thì n = 1,5 đối với bánh răng thép đúc hoặc gang thường hóa hoặc tôi cải thiện n = 1,8 còn khôngnhiệt luyện tôi cải thiện thì n = 2

: hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

Lấy hệ số an toàn của bánh răng nhỏ( thép rèn) n = 1,5 và bánh răng lớn ( thép đúc) n = 1,8

(N/mm2)

Sơ bộ lấy hệ tải trọng k = 1,4 chọn trong vùng (1,3 1,5)

Chọn hệ số chiều rộng bánh răng ( 0,3 0,33)

4 Chiều dài nón:

5 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo răng nón :

- vận tốc vòng :

m/s

- Dựa vào bảng tra 6.13 chọn cấp chính xác 8

6 Định chính xác hệ số tải trọng chiều cao và chiều dài nón :

De1 = ms(Z1 + 2cosφ1) = 4x(26 +2cos18,90 ) = 112 mm

De1 = ms(Z2 + 2cosφ2 ) = 4x(76 +2cos71,10 ) = 307mm

Tính lực tác dụng đối với bánh răng nhỏ:

Fhướng tâm : Pr = P1tgα.cosφ1 = 3887.0,364.0,946 = 1338 N

- Thép C35 thường hóa có = 480 N/mm 2, = 240N/mm2, HB =160 (chọn với giả thiết đường kính phôi 300-500mm)

- Chu kỳ cơ sở của N0

- Do đó ta chọn hệ số chu kỳ ứng suất k’n , K’’n đều bằng 1

- Ứng xuất tiếp xúc cho phép

- Bánh lớn : tx2 = 2,6 170 = 442 N/mm 2

- Bánh nhỏ : tx1 = 2,6 160 = 416 N/mm 2

- Để định ứng suất uốn cho phép hệ số an toàn là 1.5, ứng suất ở chân răng k =1.8 ( vì chọn phôi rèn và thép thường hóa).

- Giới hạn mỏi của thép 45:

Vẽ biểu đồ phân bố lực và biểu đồ uốn:

= -208667 (Nmm) ( D , z = 168,5) Mx = 542 168,5 – 62023 – 458(168,5 – 68)

= -16725 (Nmm)(3 - 3) ( từ phải sang trái )

Mx = RBy.z3 MBx = 0 MXD = -2140.88,5 = - 189390 (Nmm)

= 433995 ( Nmm)( 3- 3) Mx = RBxz3 = 4642 88,5 = 410817 (Nmm)

chọn dD = 55 mm dII = 45 mm

Tính chính xác :

Chọn then với dC = 52 mm , dD = 55 mm Chọn then b = 16 ; h = 10 ; t = 5 ;t1=5,1 ; K 6,2

Kiểm nghiệm sức bền dập :

Tại C :

= 47,8 (N/mm2) < CBền cắt

(N/mm2) < CTại D:

= 41,8 (N/mm2) < C (N/mm2) < C

At hướng về gối trục bên trái

Tính cho B QB = (Kv.R + m.Aj)Kn.Kt (QB > QA)

trục tấm kẽm Đệm áp

Kích thước bulông

Chọn kiểu lấp và cấu tạo ổ lấp;

Ô chịu tải vòng trong tuần hoàn chế độ làm việc nhẹ hoặc bình thường.Với dI.II.III < 100 kiểu lấp T1S

Cố định trục theo phương dọc trục :

Chỉ cố định vòng ngoài của một ổ vòng kia để tùy động

Bộ phận ổ trục bánh răng nón nhỏ và trục vít :

Khi bánh răng lớn hơn đường kính ngoài của ống lót thì mặt ghép ráp và thân

đi qua trục bánh răng :

Bôi trơn ổ lăn :

Tích số d.n, trong đó :

Cấu tạo vỏ hộp và chi tiết khác

Vỏ hộp chọn vỏ đúc, mặt ghép giữa nắp và thân mặt phẳng đi qua các đường điqua các trục để việc lắp ghép đễ dàng

Bảng 10.9

Chiều dày mặt bích của thân: b = 1.5 = 14 (mm)

Chiều dày mặt bích lắp trên: b1 = 1,5 =12 (mm)

Chiều dày để hộp không có phần lồi, p = 2,35 = 2,35 x 10 24 mm

Chiều dày gân ở thân hộp : m = (0,85 1) 8 (mm)

Chiều dày gân ở lắp hộp :m1 = (0,85 1) 7 (mm)

Đường kính bulông nền: da = 936A + 12 mm = 22 mm

L chiều dài hộp sơ bộ bằng 900mm

B là chiều rộng hộp sơ bộ lấy bằng 350 mm

Khi mức dầu không tăng lên được nữa có thể ngăn bể dầu chung thành hai phầnMột phần bôi trơn bánh răng trụ

Phần thứ hai (mức dầu cao hơn) bôi trơn bánh nén (độ nhớt của dầu

116 centis tốc hoặc16 độ angle)

Theo bảng 10 – 20 chọn loại dầu AK = 20

Bản vẽ lắp