Thiết kế máy doa ống bao trục chân vịt tàu thủy

Mặt khác cần tăng cường cơ sở vật chất, thiết bị máy móc và đặc biệt là các liệu tra cứu tham khảo trong khi học tập ở trường cũng như trong khi công tác ở các nhà máy xí nghiệp..v.V Ngà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HỖ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG - ROBOT NGANH CO TIN KY THUAT

LUAN AN TOT NGHIEP

Dé tai:

THIET KE MAY DOA ONG BAO

TRUC CHAN VIT TAU THUY

CBHD : ThS PHUNG CHAN THANH

x SVTH : NGUYÊN VIỆT CƯỜNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường ĐHDL Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập —- Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ bô ÁN TỐT NGHIỆP

HỌ VẢ TÊN : : =2 re Nabe Lung khu sớ MSSV : 0.Q.DbCT1.@4@

" HA TY “Qua MSSV: GC ĐC1 4.A£

3- Ngày giao nhiệu vụ Đồ án : 0., 001 689 © cueeerrrerrieeerre

4- Ngày hoàn thành nhiệu vụ : ./ Bf BF foo 56D ÉG "“ 3-1

> “ “ám TH suy rheiee Ae fa se

> veveeeeuuecessecscescuseaventecentapeneees 0 tag usaauaeeeeuaaeeatensnaeens

Ngay thang nam 2006 _

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Ap lp ee

Sig Chai ChanB

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường ĐHDL Kỹ Thuật Công Nghệ Độc Lập -~- Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động - Robot estes seo coe

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho cán bộ hướng dẫn)

MSSV :.@G0:0€f01C MSsSV :Œ2.ÐT.23ở

- Số bản vẽ tay : Số bản vẽ trên máy tính: ⁄«: a aA

5 — Nhiệm vụ và những ưu điểm chính của Đồ Ant Tốt Nghiệp:

A 234 4 thant „<0 se SE š đ 1 đa va hada AEN “2s tư

" hangs Âu se:

7-Dé nghi: Dugc bao vé WX Bổ sung thêm để bảo vệ [1 Không được bảo vệ L]

Thầy Cô Hướng Dẫn

( Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CÁM ƠN

Xin chân thành cảm ơn thây PHÙNG CHÂN THÀNH đã tận tình hướng

dẫn chúng em trong suốt quá trình làm luận văn

Xin cảm ơn quý thầy cô Khoa Cơ Khí Tự Động và Robot Trường Đại Học

Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM đã giảng dạy và cung cấp cho chúng em những

kiến thức cơ bản để thực hiện đồ án này

Xin cảm ơn bộ môn Chế Tạo Máy Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Bách

Khoa đã cung cấp những tài liệu bổ ích trong quá trình chúng em làm đồ án

MỤC LỤC

PHẦN 1: Phần Mở Đầu

PHẦN 2: Thiết Kế Máy Doa

CHƯƠNG 1: So Sánh Các Phương Án Và Lựa Chọn

CHƯƠNG 2: Tính Toán Thiết Kế Động Học Và Đông Lực Học

2.1 Giới thiệu sắn phẩm và thiết bị

2.2 Các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

2.3 Chọn chế độ cắt

2.4 Tính toán công suất

2.5 Chọn động cơ điện

2.6 Phân phối tỷ số truyền

2.7 Xác định công suất momen và số vòng quay

trên các trục của hộp giảm tốc

CHƯƠNG 3: Tính Toán Thiết Kế Các Bộ Truyền Động Của Máy

3.1 Tinh toán thiết kế bộ truyền đai 20

3.2 Tính toán thiết kế các bộ truyền bánh răng 26

3.3 Tính toán thiết kế bộ truyền xích 49

3.7 Tính toán kiểm nghiệm độ bến trục chính 79

4.1 Bản vẽ chỉ tiết và các yêu cầu kỹ thuật 90

4.2 Chọn phôi và thiết bị gia công 90

Kết Luận

PHẨN!:

PHẦN MỞ ĐẦU

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

PHAN MO DAU

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển với một tốc độ vũ bão, mang lại

những lợi ích to lớn cho con người về tất cả lĩnh vực vật chất và tinh thần Để

nâng cao đời sống của nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các

nước trong khu vực cũng như các nước trên thế giới, Đảng và Nhà nước ta đã để

ra mục tiêu trong những năm tới là thực hiện “ Công nghiệp hoá và biện đại hoá

đất nước “

Muốn thực hiên “ Công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước “, một trong

những ngành cần quan tâm phát triển mạnh đó là cơ khí chế tạo vì cơ khí chế tạo

đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho

mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo tiền dé cần thiết để cho các ngành này phát triển

mạnh hơn

Để phục vụ cho việc phát triển ngành cơ khí hiện nay chúng ta cần đẩy

mạnh đào tạo đội ngũ các bộ kỹ thuât có trình độ chuyên môn cao về các lĩnh vực

công nghệ kinh điển, đổng thời phải đáp ứng được những công nghệ tiên tiến,

công nghệ tự động hoá trong sản xuất cơ khí Mặt khác cần tăng cường cơ sở vật

chất, thiết bị máy móc và đặc biệt là các liệu tra cứu tham khảo trong khi học tập

ở trường cũng như trong khi công tác ở các nhà máy xí nghiệp v.V

Ngành sữa chữa và đóng tàu là một trong những ngành được ngành cơ khí

chế tạo phục vụ đắc lực và hiệu quả nhất, góp phần làm cho ngành hàng hải của

nước ta ngày càng phát triển mạnh Phục vụ cho công việc giao thông, du lịch,

đánh bắt thuỷ hải sản, vận chuyển hàng hoá, mua bán vào giao thương với các

nước trên thế giới ngày càng được mở rông và thuận lợi hơn Từ đó làm cho nền

kinh tế của nước ta ngày càng phát triển, phục vụ cho đời sống của nhân dân

ngày càng được nâng cao

Nghành đóng tàu và hàng hải nước ta tuy còn non trẻ nhưng ngày càng phát triển,

lớn mạnh cùng các công nghệ kỹ thuật tiên tiến và hiện đại đã từng bước thể hiện

mình để sánh vai cùng các nước trên thế giới Nhà nước đã phát triển thêm nhiều

tau giao thông, tầu vận tải, tàu kéo, tàu đánh bắt đang hoạt động trên khắp các

vùng sông, biển

Bên cạnh việc phát triển ngành hàng hải nhà nước ta còn đầu tư vào xây dựng

thêm nhiễu cảng đặc biệt là những cảng lớn phục vụ cho việc đón tiếp những tầu

có trọng tải lớn Nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ vào công nghệ tàu

thuỷ như : ứng dụng khoa hoc công nghệ mới vật liệu mới, thiết kế sản phẩm kiểu

mới

Công nghệ đóng tàu là công nghệ hiện đại, cái khó của ngành đóng tàu chính là

sản phẩm đơn chiếc khó tự động hoá cả dây chuyển công nghệ Nhưng việc bảo

đảm kỹ thuật cho một con tàu chịu sóng, gió, sự khắc nghiệt của thời tiết nước

SVTH : Nguyễn Việt Cường 1

Lê Đức Quang

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

mặn đòi hỏi sự chính xác cao khi lắp ráp các khối, các môđun Việc chọn lựa vật

liệu vỏ tầu các chỉ tiết cơ khí như mỏ neo, trục chân vịt, cabin, bánh lái phải có

chất lượng cao

Nghiên cứu chế tạo và lắp đặt thiết bị năng lượng điện điện tử , cơ khí thuỷ lực

các hệ thống tự động hoá.Chế tạo và lắp đặt được các thiết bị đặc chủng đồi hỏi

công nghệ cao.Đóng mới được các tàu có tải trọng lớn 100.000t — 250.000, các

loại tàu khách đi biển, tàu công trình, giàn khoan biển, tàu dịch vụ dầu khí, tàu

chở container,tàu đánh bắt xa bờ,tàu chế biến hải sản, tàu cứu hộ, tàu đảm bảo

hàng hải và các đoàn tàu đẩy trên sông và ven biển và tàu quân sự

Máy cắt tole plasma điều

khién bang may tinh

Những năm qua công tác đâu tư xây dựng được thực hiện với khối lượng rất lớn

Nhiều công trình, chương trình đầu tư đã được hoàn thành đưa vào khai thác hiệu

quả, thật sự góp phân quan trọng trong việc tăng cường năng lực sản xuất, nâng

cao khả năng cạnh tranh và chất lượng sản phẩm Nước ta đã xây dựng được

nhiều chiến lược, quy hoạch định hướng đâu tư phát triển dài hạn một cách nhất

quán, đúng hướng, quyết định đầu tư có trọng điểm, không dàn trải, tập trung vào

những khâu trọng điểm then chốt đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm: đã tập trung

đầu tư nâng cấp mở rộng, đầu tư chiều sâu các nhà máy hiện có xây dựng một số

nhà máy mới ở cả 3 miễn bắc, trung , nam và các khu công nghiệp bổ trợ làm vệ

tỉnh cho các nhà máy đóng tàu, hợp lý hoá sản xuất : sản xuất điện, thép đóng

tàu, chế tạo lắp ráp động cơ thuỷ, chế tạo các loại máy móc, thiết bị trên boong,

nghị khí hàng hải, trang thiết bị nội thất tàu thuỷ

Đầu tư phát triển, tập trung nâng cấp mở rộng đứt điểm các nhà máy đóng tàu

và sữa chữa tàu hiện có Hình thành một số khu công nghiệp phụ trợ vật tư trang

thiết bị nhằm tăng tỉ lệ nội địa hoá trong nước, đầu tư cho công tác nghiên cứu

thiết kế, khoa học kĩ thuật Để tăng tỉ lệ nội địa hoa của sản phẩm lên 60 % cần

phải có đủ năng lực sản xuất và chế tạo lắp ráp được các thiết bị tàu thuỷ và vật

GVHD : Th Phing Chan Thanh

Lắp máy chính, máy phụ máy phát điện tàu thuỷ, sẵn xuất thiết bị điện tàu

thuy vật liệu trang trí nội thất, xích neo hộp số và chân vịt biến bước, nồi hơi, sơn

tàu thuỷ, que hàn, thiết bị trên boong

Yêu cầu phát triển kinh tế biển của đất nước đòi hỏi phải nâng cao năng

lực cạnh tranh tiến tới hội nhập kinh tế khu vực và trên thế giới vì vậy cùng với

việc đổi mới công nghệ tăng năng lực sản xuất, kinh doanh thì yếu tố con người

có thể coi là nhân tố quan trọng hàng đâu quyết định đến sự thành công Trong

những năm qua nước ta đã có các hoạt động tích cực nhằm phát triển đội ngũ, như

gởi đi học các lớp bồi dưỡng lý luận chính trị cao cấp đối với các cán bộ lãnh đạo,

quản lý, các lớp bồi dưỡng về chuyên môn nghiệp vụ cho các cán bộ kỹ thuật,

không ngừng nâng cao tay nghề cho công nhân kỹ thuật nhờ đó nguồn nhân lực

được nâng lên đáng kể về chất lượng và số lượng Đội ngũ cán bộ lãnh đạo quản

lý được rèn luyện và thử thách qua thử thách qua thực tiễn quản lý sản xuất kinh

doanh có năng lực tổ chức triển khai thành thạo, năng động sáng tạo có bản lĩnh

vững vàng trước những diễn biến phức tạp của thị trường trong nước, khu cực

vàquốc tế, có tâm huyết trách nhiệm đáp ứng được yêu cầu nhiệm vụ và ngày

càng trưởng thành Nhiều cán bộ chuyên môn nghiệp vụ được bổ sung cả về số

lượng cũng như loại ngành nghề và đã được trẻ hoá có trình độ, kỹ năng tay nghề

khá ý thức tổ chức và kỹ luật tốt, từng bước thích nghi và làm chủ công nghệ mới

đáp ứng được yêu cầu nhiệm vụ

Để nhanh chóng thu hẹp về công nghệ đặc biệt với các hãng đóng tàu trên

thế giới nước ta đã xây dựng chiến lược nâng cao kĩ thuật công nghệ,thiết kế đầu

tư nâng cấp thiết bị, nhập khẩu những phẩm mềm thiết kế hiện đại nhất Hợp tác

với các nước có công nghệ và kinh nghiệm về thiết kế tàu thuỷ tiên tiến như Ba

Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc đồng thời tổ chức thuê chuyên gia nước ngoài đào tạo,

chuyển giao công nghệ cho kỹ sư , công nhân Việt Nam Đã đưa hàng trăm lượt

cán bộ, kỹ sư đâu ngành, công nhân kỹ thuật được đi thăm quan học hỏi các

xưởng đóng tàu ở các nước có trình độ công nghệ đóng tàu tiên tiến trên thế giới

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

Ngày càng nhận được nhiều đơn đặt hàng đóng tàu với giá trị và trọng tải

lớn, đặc biệt là các dự án đóng tàu xuất khẩu sang các nước có nền công nghiệp

tàu thuỷ phát triển như: Ý, Nhật Bản, Hàn Quốc, Anh, Đức cùng các hợp đồng

đóng tàu chuyên dụng cho các ngành dầu khí, xi măng , lương thực trong nước

Tăng cường hợp tác kinh doanh cùng có lợi với các hãng đóng tàu và các công ty

sẵn xuất vật tư , thiết bị ở các nước có nên công nghiệp tiên tiến nhằm tranh thủ

học hồi công nghệ, đồng thời chủ động đâu tư sản xuất thiết bị tại chỗ để hạ giá

thành sản phẩm

Thêm vào đó nhiều cơ sở sữa chữa và đóng tàu đã và đang được hình thành ,Do

đó việc lấp ráp và sữa chữa đã và đang là vấn để được quan tâm lớn đặc biệt là

Hệ trục đóng vai trò hết sức quan trọng tên tàu thuỷ, nhiệm vụ của nó là

truyền moment xoắn từ máy chính đến chân vịt Độ chính xác khi làm việc của

hệ trục quyết định đến tính cơ động và năng lực làm hàng hải của con tàu Nhưng

điều kiện làm việc của lại rất nặng nề, ngoài việc phải chịu ứng lực bổ xung trên

trục và trên ổ đỡ lắp ráp đo sử dụng và đo sự biến dạng của vỏ tau gay ra

Do vậy để giảm những ứng lực nói trên, trong lắp ráp và sữa chữa người ta

cố gắng đảm bảo sự đông tâm của hệ trục và bố trí ổ đổ sao cho hợp lý, đồng thời

đảm bảo độ chính xác trong gia công

Chiêu dài của trục phụ thuộc vào vị trí của máy chính (buồng máy), có thể

chiêu dài đến 100m.Tuy nhiên, ở nay ta chỉ nghiên cứu hệ trục < 8m.Để nâng

hiệu suất chân vịt, hệ trục thường được bố trí nghiên, đọc về phía trái một góc 5,

Lê Đức Quang

GVHD: Th.S Phùng Chân Thành

Hệ trục động lực bao gồm : (hình 1.1)

1-Chân vịt 2-Bạc sau 3-Ống bao trục chân vit 4-Truc chan vit

5-Thiết bị ống bao trục

6-Bạc trướcTrục trung gian

7-Khớp nối

Cụm lún nước vách ngăn Trong đó có 2 phần quan trọng

1- Trục chân vỊt:

Trục mang chân vịt nối với trục trung gian bằng khớp nối đặc biệt hoặc nối

thẳng vào hộp số máy chính

2- Thiết bị ống bao trục

Được lắp ráp trên ống bao, các chỉ tiết khác cố định ống bao vơi vỏ tàu

Nhiệm vụ chính là đỡ trục chân vịt và không cho nước vào trong tàu

Do tính chất đặc biệt quan trọng nên trong gia công và lắp ráp hệ trục, yêu

cầu chủ yếu của hệ trục được quy định bởi phân viện thiết kế tàu thuỷ Việt Nam

SVTH : Nguyễn Việt Cường 5

Lê Đức Quang

GVHD : Th.S Phing Chan Thanh

Do điểu kiện gia công ống bao rất phức tạp nên ống bao được gia công Ở

ngoài trước, sau đó lắp vào thân tàu bằng phương pháp hàn Vì vậy ống sẽ dễ bị

biến dạng do nhiệt độ gây ra Do đó, các yêu cầu kỹ thuật đặt ra không được đảm

bảo

Để khắc phục nhược điểm trên, phải cần đến thiết bị chuyên dùng gia

công lại lỗ ống bao nhằm đạt được yêu cầu mong muốn Thiết bị đó là máy doa

ống bao trục chân vịt tàu thuỷ

SVTH : Nguyễn Việt Cường 6

Lê Đức Quang

PHAN II:

THIẾT KẾ MÁY DOA

GVHD : Th.Š Phùng Chân Thành

SO SANH CAC PHUONG AN VA LUA CHON PHUONG AN THIET KE

Do những nhược điểm của ống bao trục chân vịt như trên, vấn để là cần phải đặt

ra là làm sao có thể khắc phục những nhược điểm Sau nay em xin trình bày một số phương án lựa chọn một số cấu trúc động học của máy doa ống bao trục chân vịt tàu thuỷ:

1.1-Phương án 1: (hình 1.1)

Thiết bị doa ống bao sử dụng : hộp giảm tốc, hộp giảm tốc để truyền động

Nguyên lý máy có hai động cơ độc lập

1.1.1- Động cơ tạo xích tốc độ :

Nac XigaiXlpopXln F Nagao (vòng /phút)

1.1.2- Động cơ tạo xích chạy dao doc dao doa:

Hình 1.4 : thiết bị doa ống bao với trục chính vừa quay vừa tịnh tiến

Phương án 2:

Có tính khả thi do kết cấu đơn giản, diện tích chiếm chổ nhỏ, dễ dàng lắp đặt,

gia công cũng như kiểm tra dể đàng Tuy nhiên, bể mặt sau khi doa không đạt yêu cầu

theo mong muốn, do sử dụng hệ thống tiến dao bằng bánh cóc tạo sự tiến dao không

liên tục Ngoài ra khi hoạt động nó gây ra tiến ồn do sự va đập giữa bánh cóc và bánh

răng, đồng thời sự ăn mòn răng là rất lớn dẫn đến thiết bị mau hư hỏng

Hình 1.3: sơ đồ động thiết bị doa ống bao

GVHD: Th.S Phùng Chân Thành

Phương án 4:

Phương án này đã khắc phục những nhược điểm của các phương án trên Cấu

tạo đơn giản, nhỏ gọn, tiếng ồn nhỏ, bể mặt gia công thỏa yêu cầu mong muốn Tuy

nhiên, loại máy này chỉ thích hợp gia công những loại ống bao có đường kính nhỏ

Kết luận : Theo yêu cầu của để tài và qua so sánh các phương án ta nhận thấy hai

phương án 3 và 4 là khả thi nhất nhưng với đường kính ống bao cần gia công là lớn nên

ta chọn phương án 3 là phương án thực hiện

SVTH : Nguyễn Việt Cường 11

Lê Đức Quang

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

CHƯƠNG 2:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY

Phương án máy doa sử dụng hộp phân phối truyễn động để truyền chuyển động quay

tròn cho trục chính Còn chuyển động tịnh tiến của dao được truyền động nhờ trục vít

me, trục vít me được truyền động từ hộp phân phối truyền động thông qua bộ truyền

xích ( dùng để gia công ống bao có đường kính Ø 300 + 420mm)

2.1- Giới thiệu sản phẩm và thiết bị

Như đã trình bày ở trên bộ phận quan trọng và không thể thiếu của tàu thuỷ là

chân vịt, trục chân vịt và hệ thống ống bao chân vịt

Trước tiên, hệ thống ống bao chân vịt được thực hiện trên máy cắt kim loại, sau

đó lắp vào thân tàu bằng phương pháp hàn nên độ chính xác kém do biến dạng nhiệt

của kim loại ở nhiệt độ cao

Để giải quyết nhược điểm này, người ta đã tiến hành gia công ống bao ngay

trên tàu Ống bao được gia công sơ bộ bên ngoài với độ nhắn bóng V4, lượng dư vừa

đủ (5mm) sau đó lắp vào thân tàu bằng phương pháp hàn, tiến hành gia công tỉnh bằng

thiết bị doa ống bao Thiết bị đó được gọi là Máy Doa Ống Bao Trục Chân Vịt Tàu Thuỷ

2.2- Các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm:

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

2.2.3- Thiết kế động học cơ cấu:

Ta có cơ cấu như hình vẽ:

Hình 2.1: Sơ đồ động cơ cấu

1: Bộ truyền đai ; 2 : Động cơ ; 3 : Hộp giảm tốc ; 4 : Bộ truyền bánh răng thẳng 5

5 : Truc dao doa ; 6 : Trục vítme ; 7: Bộ truyền xích

Trục chính và trục vít me cùng tịnh tiến theo chiều của truc vit me

Trục vít me có bước ren t„ = 2mm Ta có vân tốc tiến đao đọc trục V = n.t, (mm/phút)

2.3- Chọn chế độ cắt :

Chọn chế độ cắt với đường kính D = Ø 420 mm

2.3.1- Gia công thô:

Theo bảng (5.61) trang 53 tai liéu [1]

Bước tiến dao § = 0,2 (mm/vòng)

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

n= 1000v _ 1000.80

a.D 3,14.420

Lực cất P (N)

Lực cắt được chia làm 3 thành phần theo tọa độ máy; lực cắt theo hướng tiếp

tuyến Pz ; lực cắt theo hướng kính Py và lực cắt theo hướng trục Px

= 60 (vong/phit)

Pry =10.Cp4* S” V" Kp

Trong đó :

C,,x,y,n tra trong bảng (5-22) trang 18 tài liệu [1]

K, : hệ số điều chỉnh là tích số của một loạt các hệ số k,, = Kip-k, Key Kip Kp phu thuédc vao cdc diéu kiện cắt cụ thể

Giá trị các hệ số này được giới thiệu ở các bảng 5-9 , 5-10 và 5-22 tài liệu [1]

Thay các hệ số vừa tra vào công thức ta được

Theo bảng 5-14 trang 13 tài liệu [1]

Lượng chạy dao S= 0,07 (mm/vòng)

Ta chọn N = 1,1 kw là công suất truyền cho trục chính khi gia công

2.4 - Tính toán công suất;

Từ bảng (2-1) trang 27 tài liệu [9]

nụ; = 0,96 hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ

nụ = 0,99 hiệu suất của một cặp ổ lăn

nạ = 0,95 hiệu suất của bộ truyền đai

Nym = 0,2 hiệu suất của bộ truyền vítme

n, = 0,95 hiệu suất của bộ truyễển xích

Công suất truyền cho trục II

Ll 0,96.0,99

Céng suat truyén cho truc I

Vay cong suat chay dao cua truc vitme = 0,775 kW

Céng suat truyén cho truc II

P3= Ng / My Ng = 0,775 / 0,96.0,99 = 0,8 ( kw)

Công suat truc J truyén cho truc TI

P13 = Pa/ Mpy Not « Nym = 0,8 / 0,95.0,99.0,2 = 0,84 (kw)

Công suất tổng tại truc I

GVHD ; Th.S Phùng Chân Thành

p P 2H

n,n, 0,99.0,95

2.5- Chon déng co dién;

Theo bang 2P trang 322 tai liéu [9]

Chọn động cơ điện có các thông số sau

Công suất động cơ P = 2,2 kw

Số vòng quay n = 1430 (vòng/phút)

Hiệu suất động cơ 80%

2.6 - Phân phối tỉ số truyền;

Theo báng 2-2 trang 32 tài liệu [9]

Tỉ số truyền giữa động cơ và trục vit me

Khi gia công thô : với bước ren của trục vít me là t,= 2mm và bước tiến dao của trục chính là S = 0,2 (mm/vòng)

Vì ổ dao của ta quay cùng với truc dao nén truc vitme phai quay nhanh hon truc chinh

6 vòng, nên số vòng quay của trục vítme là 66 vòng/phút

Khi gia công tỉnh : với bước tiến dao S = 0,07(mm/vòng)

i= 0,07 = 0,035

2

S6 vong quay n= oi = “ 2 2,25 (vong/phit)

Vi 6 dao của ta quay cùng với trục dao nên trục vítme phải quay nhanh hơn trục chính

2 vòng, nên số vòng quay của trục vítme là 62 vòng/phút

Tông tỉ số truyền từ động cơ tới bộ truyền xích

SVTH : Nguyễn Việt Cường 16

Lê Đức Quang

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

P M,= 9,55.10° = 955.101 = 48354Nmm

SVTH : Nguyễn Việt Cường 18

Lê Đức Quang

GVHD : Th.S Phùng Chân Thành

CHƯƠNG 3 :

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN ĐỘNG CỦA MAY

VÀ CHI TIẾT MÁY

3.1- Tính Toán Thiết Kế Bộ Truyền Đai

3,1.1- Giới thiệu:

Truyền động đai thường được dùng để truyền dẫn giữa các trục tương đối xa

nhau và yêu cầu làm việc êm Bộ truyền có kết cấu khá đơn giản và có thể giữ an toàn

cho các chỉ tiết khác khi quá tải đột ngột Đai được mắc lên hai bánh đai với lực căng

ban đầu là F„ nhờ đó có thể tạo ra được lực ma sát trên bể mặt tiếp xúc giữa đai, bánh

đai và nhờ ma sát mà tải trọng được truyền đi Tuy nhiên, vì có trượt giữa đai và bánh

đai nên tỉ số truyền không ổn định

Kết cấu đơn giản, giá thành hạ, làm việc êm không ổn nhờ độ dẻo của đai, do

đó truyền động đai thích hợp với vận tốc lớn, để phòng quá tải cho máy nhờ đai trượt

trơn trên bánh đai khi quá tải

Tuỳ theo hình dạng tiết diện phân ra : đai dẹt, đai hình thang, đai hình lược và

đai tròn, ngoài ra còn có đai răng truyền lực nhờ ăn khớp giữa các răng trên đai và

bánh đai

Bộ truyễn đai có thể làm việc với công suất lên đến 1500kw nhưng thường dùng

trong khoảng 0,3 + 500kw Tuỳ theo vị trí của các trục và chiều quay của bánh đai,

phân ra : truyền động giữa các trục song song cùng chiều, truyền động giữa các trục

song song, ngược chiều, truyền động giữa các trục chéo nhau

3.1.2- Tính toán thiết kế bộ truyền dai;

Hình 3.1 : Sơ đồ truyền đông đai

Công suất động cơ P = 2,2 kW

GVHD : Th.S Phùng Chân Thanh

Tỷ số truyền uạ= 2

Theo bang (8.2) trang 121 tài liệu [10]

Ta chọn loại đai là đai hình thang thường có tiết diện đai là Á với các trị số

Theo bảng (8.5) trang 124 tài liệu [10]

tiết điện đai A

GVHD : Th.S Phing Chan Thanh

Phù hợp với điều kiện

Xác định chiêu dài L và khoảng cách trục a

Tính sơ bộ khoảng cách trục : nếu không cho trước khoảng cách trục a thì dựa vào tỷ

số truyền u và đường kính bánh đai d; để tính a

190,6 < 264 < 880 thỏa điều kiện

Xác định chiều dài đai theo công thức (8.29) trang 136 tài liệu [10]

1= 2a + (dị + d;)/2 +(đạ— dị)” /4a

> 1= 528 +521,24 + 104,37 = 1144 mm

Theo bảng (5-12) trang 92 tài liệu [9]

Khi ngắn hơn 1700mm chiểu dài trong Lạ được dùng làm chiểu dài danh nghĩa,

như vậy chiều dài | để tính toán (14 chiéu dai qua lớp trung hòa của đai) sẽ lớn hơn Lọ

1 lượng : đối với loại đai A là 33mm

= l= II80 mm

Kiểm nghiệm số vòng quay của đai trong 1 giây

Theo công thức (4.15) trang 60 tài liệu [2]

j= = 338 _ 7,1 vòng/s < 10 vòng /s thỏa điều kiện

L 1,180

Xác định khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn l = 1180

Theo công thức (8.28) trang 136 tài liệu [10]

P¿ : công suất trên bánh đai chủ động = 2,2kW

Pạ : công suất có ích cho phép =1,08kW ( theo bảng (8.9) trang 133 tài liệu[10]

Kạ: hệ số tải trong động

Theo bảng (8.7) trang 130 tài liệu [10] chọn K¿ = 1.1

C, : hệ số kể đến sự ảnh hưởng của góc ôm phụ thuộc góc ôm trên bánh đai nhỏ

Góc ôm ơ, ta đã tính được là 1612 = C„= 0,95

C, : hệ số kể đến sự ảnh hưởng của tỷ số tuyển

Theo bảng trên với u = 2 ta chọn Cụ = 1,13

C¡ : hệ số kể đến sự ảnh hưởng của chiễu đài đai phụ thuộc tỈ số l/lạ

SVTH : Nguyễn Việt Cường 23

Lê Đức Quang

C, : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đai, số đai càng lớn tải

trọng càng phân bố không đều

Hình 3.2 : Lực tác dụng lên bộ truyền đai

Lực căng ban đầu

Theo công thức (8.32) trang 137 tài liệu [10]

_780.P Ka

VC LZ F,

Trong đó :

Fy : lực căng phụ do lực ly tâm sinh ra

Theo công thức (8.8) trang 126 tài liệu [10]

GVHD : Th.S Phiing Chan Thanh

Số đai Z = 2

Khoảng cách trục a = 324 mm

Lực tác dụng lên trục E,= 655N

3.2- Tính Toán Thiết Kế Bộ Truyền Bánh Răng

3.2.1- Giới thiện chung

Truyền động bánh răng được dùng hoặc biến đổi chuyển động kèm theo sự thay

đổi vận tốc hoặc momen nhờ sự ăn khớp của các răng bánh răng hoặc thanh răng

Truyền động bánh răng được dùng rất nhiều trong các ngành chế tạo máy vì có

ư điểm nổi bật như : kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệu suất cao, tỉ số truyền

không thay đổi, làm việc chắc chắn bến lâu

Tuy theo vị trí tương đối giữa các trục có thé chia truyền động bánh răng ra làm

các loại:

Truyền động giữa các trục song song : bộ truyền bánh răng trụ ăn khớp ngoài

răng thẳng, răng nghiêng, răng chữ V, và bộ truyền bánh răng trụ ăn khớp trong

Truyền động giữa các trục giao nhau : bộ truyền bánh răng côn răng thẳng, răng

nghiêng, răng cung tròn

Truyền động giữa các trục chéo nhau : bộ truyền bánh răng trụ chéo và bộ

truyền bánh răng côn chéo ( bánh hypôit )

Ngoài ra còn sử dụng truyền động bánh răng - thanh răng để biến chuyển động

quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại

Theo khả năng di động của các tâm bánh răng, phân ra : truyền động thường (

các tâm bánh răng đều cố định ) và truyền động hành tinh, có trục của một hoặc nhiễu

bánh răng di động trong mặt phẳng quay

Theo dạng profin phân ra : bánh răng thân khai, bánh răng xiclôit và bánh răng

cung tròn, trong đó bánh răng thân khai được sử dụng phổ biến nhờ những ưu điểm :

vận tốc trượt nhỏ do đó tổn thất về ma sát ít, hiệu suất cao ; bán kính cong ở vùng tiếp

xúc của răng đủ lớn do đó khả năng tải lớn ; dụng cụ cắt cạnh thang dé đảm bảo độ

chính xác cao, không phụ thuộc vào số răng bánh răng được cắt

SVTH : Nguyễn Việt Cường 26

Lê Đức Quang

Dùng vật liệu nhóm I tra bảng 6I trang 92 tài liệu [1]

Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện, ơ,,= 850 MPa, o,,, = 580 MPa , HB = 241 — 285

Bánh lớn : thép 45 thường hoá, ơ,; = 600 MPa, ø„; = 340 MPa , HB = 170 - 217

Ứng suất cho phép

ứng suất tiếp xúc cho phép

sử đụng công thức (5.16) trang 67 tài liệu [10]

K¿u : hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

Hệ số tuổi thọ được tính theo công thức ( 5.17) trang 67 tài liệu [10]

Ku = (Nụ, “ Nụ y m

Trong đó:

my : bậc của đường cong mỗi tiếp xúc

Nụụ : số chu kỳ cơ sở khi tính về độ bền

Nue: 86 chu ky chiu tải của bánh răng đang xét

Tính Nụụạ theo công thức (5.18) trang 67 tài liệu [10]

Vì Nye: > Neyo > Kari = 1

Nuez > NHo¿ > Kurz = 1

Theo bang 5.8 trang 66 tai liệu [ 10]

Theo công thức (5.23) trang 6§ tài liệu [10]

[z„ Ì= 0,5lloy, + [o, [|= 281,5Pa

Ứng suất uốn cho phép

Ứng suất mỏi uốn cho phép [ơ„] được xác định theo công thức (5.24) trang 69 tài liệu

mạ : bậc đường cong mỏi uốn, mẹ = 6 khi HB < 350

Neo = 4.10 °

Nee : 86 chu kỳ chịu tải

theo công thức (5.26) trang 69 tài liệu [10]

,

60 [o,-.]= a5! =2057MPa

Xác định ứng suất cho phép khi quá tải

Theo công thức (5.28) trang 69 tài liệu [10]

T¡ : mômen xoắn trên trục chủ động = 38585 (Nmm)

lo, |: ứng suất tiếp xúc cho phép = 481,5 MPa

ự,„ : hệ số chiều rộng bánh răng = 0,3

Do đó „=> 6 +/)=“ G+1)=09

K„„: hệ số tải trọng, theo bang 5.4 trang 61 tai liệu [10] K„„= 1,07

Thay tất cả các hệ số vừa tìm được ta có

| TK

a,=K,(u+l) Ij Fuy, = 49,5(5 + ĐH} san = 160mm

oO, ) Uv,, Sy) 3.0,

Bé rng vanh rang 6, =y, a, =0,3.160 = 48mm

Xác định các thông số của bộ truyền

Nhu vay vậy tỷ số truyền ty s6 truyén thc thực ø w=—*+=—_=5 Z, 27

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Z„ : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng

với bánh răng bang thép Zy= 274 MPa

Z¡¡ : hệ số kể đến hình dạng bể mắt tiếp xúc, theo bang (6.12) trang 106 tài

liệu [2] chon Zy = 1,76 MPa

Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ

Theo bang 5.2 trang 53 tài liệu [10]

_ xả — 31434297

— 60000 60000

Với v = 0,84 m/s so bang 5.3 trang 58 tài liệu [10] cấp chính xác 9 Theo hình 5.11

trang 62 tài liệu [10] cấp chính xác 9 có Ku„= 1,12

Theo công thức (5.9) trang 62 tài liệu [10]

Vy =6y Bay af"

Kiểm nghiệm về độ bền uốn

Theo công thức (5.48) trang74 tài liệu [10]

" _

we wit

Trong đó :

Kg: hé s6 tai trong, Kp = Keg -Kre - Kpy

Kpg-hé so ké dén sự phân bố không tải trọng trên vành răng

theo bảng 5.4 trang 61 tài liệu [10] ; Kpg = 1,17

Krạ„ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng khi ăn khớp

theo hình 5.11 trang 62 tài liệu [10 ]Kpạ = 1,32

Theo công thức (5.8) trang 62 tài liệu [10]

Ta có đ„ = 0,006 ( bảng 5.5 trang 63 tài liệu [10])

#o = 73 (bảng 5.6 trang 62 tài liệu [10])

Y§ = 1 vì bộ truyền là bánh răng thẳng

Số răng tương đương ( theo bảng 5.10 trang 73 tài liệu [10])