Thuyết minh tính toán thiết kế đồ án thiết kế máy thiết kế hệ thống thùng trộn đề số 06 phương án 7

Không những thế quá trình thực hiện đồ án sẽ là thử thách thực sự đối với những kĩnăng mà sinh viên đã được học từ những năm trước như vẽ cơ khí, kĩ năng sử dụngphần mềm: Autocad, Autoca

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Hồ Ngọc

Bốn GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN:

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển, do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trò quantrọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Việc áp dụng khoahọc kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động, thay thế sức lao động của ngườilao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người lao động trong quátrình làm việc Để tạo nền tảng tốt cho bước phát triển trong tương lai, chúng ta cầnđầu tư, nghiên cứu, giáo dục, phát triển khoa học kĩ thuật một cách nghiêm túcngay từ trong các trường đại học

Đồ án môn học Chi Tiết Máy là một môn học giúp sinh viên ngành Chế Tạo Máy

có bước đi chập chững, làm quen với công việc thiết kế mà mỗi người kĩ sư cơ khí

sẽ gắn cuộc đời mình vào đó Học tốt môn học này sẽ giúp cho sinh viên mường tượng ra được công việc tương lai, qua đó có cách nhìn đúng đắn hơn về con

đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề cho mỗi sinh viên Không những thế quá trình thực hiện đồ án sẽ là thử thách thực sự đối với những kĩnăng mà sinh viên đã được học từ những năm trước như vẽ cơ khí, kĩ năng sử dụngphần mềm: Autocad, Autocad Mechanical, Autodesk Inventor… cùng với những kiến thức trong những môn học nền tảng: Nguyên lí máy, Chi tiết máy, Dung sai và

Kĩ thuật đo…

Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em nhận được sự chỉ dẫn rất tận tình của thầy Thạc sĩ Hồ Ngọc Bốn cùng các quý thầy cô khác trong Khoa Sự giúp đỡ của các thầy cô là nguồn động lực lớn lao cỗ vũ tinh thần cho chúng em trên con

đường học tập, rèn luyện đầy gian lao vất vả

Do đây là bản thiết kế kĩ thuật đầu tiên mà chúng em thực hiện nên chắc chắn sẽ mắc phải những thiếu xót, sai lầm Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành

từ phía các thầy cô Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện

Vũ Hải Vinh

MỤC LỤCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC TÀI LIỆU THAM KHẢOOOOOOOO

Trường ĐHSPKT TP.HCM ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY, MMH: MDPR310423 Khoa : Cơ khí Chế tạo máy

Điều kiện làm việc:

- Tải trọng không đổi, quay một chiều

- Thời gian làm việc 5 năm (300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 6 giờ/ca) Sai số tỉ số truyền hệ thống l∆u/ul≤ 5%

Số liệu cho trước:

6 01 bản thuyết minh tính toán (tóm tắt)

7 01 bản vẽ chi tiết (khổ A3, vẽ chì)

8 01 bản vẽ lắp HGT (khổ A0, bản in)

9 Nộp file mềm (thuyết minh, bản vẽ) trên trang Dạy học số

II.GSGDFG

III NỘI DUNG THUYẾT MINH

1 Tính toán công suất và tốc độ của trục công tác

2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

IV TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN

01 - Giới thiệu môn học

02 - Nhận đề đồ án môn học

- Phổ biến nội dung, yêu cầu ĐAMH

03 - Tính toán công suất, tốc độ trục công tác

04 - Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

- Tính toán bộ truyền ngoài HGT một trong

05 hai bộ truyền sau:

Phần I: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ TỐC ĐỘ CỦA TRỤC CÔNG TÁC

1.3 Công suất cần cung cấp cho thùng

1( ) : Công suất nâng vật liệu lên độ cao thích hợp

Tỉ số truyền trong hộp giảm tốc uh (hộp giảm tốc 1 cấp bộ truyền bánh răng ℎtrụ)= 4,5

Tỉ số=truyền đ× ℎsơ =bộ3.theo4,5=13,5công thức

PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN NGOÀI

BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

3.1 Thông số đầu vào

- Công suất trên trục dẫn p1= p

ct =¿ 6,24

- Tốc độ quay trên trục dẫn n1 =n đc =950 v / ph

- TST cho bộ truyền đai u=u đ =2,8

- h: Chiều cao đai: 10,5 (mm)

3.2 Trình tự thực hiện

- Chọn loại đai và tiết diện đai

Có 3 loại đai gồm: Đai thang thường, đai thang hẹp và đai thang rộng

=> Dựa vào công suất p1 =6,24và tốc độ n1 =950 v / ph tra bảng ta chọn đai thường loại B

Chọn loại tiết diện đai thường

3.3 Chọn đường kính 2 bánh đai

- Xác định đường kính bánh đai dẫn d1 ta chọn d1 ≈1,2 d min

=> Chọn d1=160 mm theo tiêu chuẩn

- Kiểm tra lại vận tốc bánh đai dẫn

-Với ε = 0 ,02 đường kính bánh đai dẫn

∆ u=|u t −u|=| 2,87−2,8 | =2,5 % ≤ 3 %

u2,8

Vậy thỏa điều kiện cho phép

- Xác định khoảng cách trục

Chọn a theo bảng 4.14 và trị số a phải thỏa công thức (4.14)

Với u=2,8 ta có a=1,08 d =1,08.450=486(mm)2a <= a <= a

-Kiểm tra a có thỏa điềuminkiện h y khôngmax

Vậy a=486 (mm) thỏa điều kiện

-Tính sơ bộ chiều dài đai

¿ 2.486+ π ( 160+450) + ( 450−160 ) 2 =1973,45(mm)

2 4.486

Chọn L:chiều dài đai tiêu chuẩn chọn L=2000(mm)

-Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: số vòng chạy của đai trong 1 giây

Thay vào công thưc vậy a=456,04(mm)

3.5 Tính góc ôm α1 theo bánh đai dẫn

Thông số Kí hiệu Kết quả tính Đơn

PHẦN 4 : TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN TRONG

4.1 Thông số đầu vào

+ Trục dẫn của bộ bánh răng lắp trên trục vào của HGT Thông số đầu vào lấy trên trục vào của HGT Xem ví dụ ở bảng trên

+ Công suất trên trục bánh răng dẫn :P1=5,92( Kw )

+ Tốc độ quay trục bánh rang dẫn :n1 =339,29 vòng/ phút

+ Tỉ số truyền u=5

+Momen xoắn trục bánh rang dẫn: T 1 = ¿166630,32(N.mm)

+ Thời gian làm việc:5 năm

Vật liệu

Nhiệt luyện Gh bền σ b Gh chảy σ ch Độ cứng

HB

BR dẫn Thép C45 Tôi cải 850 MPa 580 MPa 241-285

thiện

thiện

Chọn độ cứng HB1 = 245; HB2 = 230

4.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

Ứng suất tiếp cho phép

-T heo (6.5) (số chu kì cơ sở khi tính độ bề n tiếp xúc)

-Theo (6.6) N HE =N FE =60 c n t ε (số chu kì chịu tải của bánh rang đang xét)c:số lần ăn khớp của bánh rang trong một lần quay(=1)

n:số lần quay của bánh rang vòng /phút(=950)

t :tổng số giờ làm việc(18000 giờ)

- Ứng suất cho phép khi quá tải

Ứng suất quá tải: phụ thuộc vào phương pháp nhiệt luyện

Đối với bánh răng thường hóa (HB ≤ 350)

Với [σ H ]max có công thức 6.13

ε =√ ε α

Với

Theo công thức (6.1),(6.1a) với cấp chính xác 9 ta được R a =2,5 …… 1,25 μm do đó

Vậy thỏa mãn điều kiện về uốn

4.8 Kiểm nghiệm kết quá tải

K qt=T

T max =1 T max:momen xoắn quá tải,T :momen xoắn danh nghĩa

σ H=470,63

σ Hmax =σ H √ K qt =478,31 ( MPa)<[σ H ]max

σ F 1 max =σ F 1 K qt=99,92 ( MPa) <[ σ F 1 ]max

σ F 2 max =σ F 2 K qt=94,66 ( MPa) <[σ F2 ]max

Vậy thỏa mãn điều kiện về quá tải

4.9 Đường kính vòng chia và đường kính vòng lăn

Các thông số của bánh răng

Chọn kích thước khớp nối:

0Các kích thước cơ bản của vòng đàn hồi:

Vậy thoả mãn điều kiện bền dập của vòng đàn hồi

Kiểm nghiệm điều kiện bền của chốt:

Vậy thỏa mãn điều kiện bền uốn của chốt

Vậy các thông số của khớp nối như trên được chấp nhận

5.1.2 Phân tích lực trên khớp nối

Đối với trục ở máy móc quan trong như hộp giảm tốc, chịu tải trọng trung bình

ta dùng thép C45 tôi cải thiện có σ b =750 MPA, σ ch =450 Mpa

Trục I: Với moment xoắn T = 166630,32 (N.mm)

[τ ]=20 MPa : Ứng suất xoắn cho phép của vật liệu C45

5.2.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Với d1 =35 (mm ) tra bảng ta xác định được chiều rộng ổ lăn b o 1 =21(mm)(Bảng 10.2)Với d2 =60 (mm ) tra bảng ta xác định được chiều rộng ổ lăn b o 2 =31(mm)(Bảng 10.2)

l m =(1,2 ÷ 1,5) d

Tra bảng ta được các kích thước liên quan đến chiều dài trục (Bảng 10.3)

quay đến thành trong của hộp

+ Chiều dài mayơ nữa khớp nối (nối trục vòng đàn hồi)

5.2.5 Tính toán trục I

5.2.5.1 Xác định kết cấu cho trục

5.2.5.2 Xác định các lực tác dụng lên trục

Với AB = l c 12 = 65 (mm); BC = CD = l13 = 77,5 (mm),l11=BD =155 Moment xoắn T = 166630,32 (N.mm)

Ngược chiều giả sử

5.2.5.3 Biểu đồ nội lực và moment

d A(đai) =36 (mm)

d B( ổ lăn) =40 (mm)

Lực sinh ra tại bánh đai: F kn =2485,54 ( N )

Moment sinh ra bởi F a 2

S

Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

Chọn và kiểm nghiệm then cho trục I:

Theo bảng 9.1a [1, trang 173] ta sử dùng then bằng:

- Then cho đai có dA = 36(mm) có thông số:

hệ số tăng bền bề mặt trục, theo bảng 10.9 [1, trang 197]:K y =1,6

Vậy thỏa điều kiện bền mỏi

Kiểm nghiệm độ bền dập theo công thức (9.1) [1, trang 173]

d l t (h−t1 )

[ d] =100 MPa , tra bảng 9.5 [1, trang 178]

Thỏa điều kiện bền dập

Kiểm nghiệm độ bền cắt theo công thức (9.2) [1, trang 173]:

Vậy cả hai đều thỏa điều kiện bền cắt

Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn cho trục 1

+ Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

Trong đó: kt = 1 (to ≤ 100o ); kđ = 1 (tải tĩnh)

Theo công thức 11.1 [1, trang 213] thì khả năng tải động:

Chọn và kiểm nghiệm then cho trục II

Theo bảng 9.1a [1, trang 173] ta sử dùng then bằng

-Then cho bánh răng có dB =70 (mm) có thông số:

b = 20 (mm); h = 12 (mm); t1 = 7,5 (mm); t2 = 4,9 (mm)

- Then cho khớp nối có đường kính trục: dD= 60 (mm) có : b = 18 (mm); h = 11 (mm); t1 = 7(mm); t2 = 4,4 (mm)

Kiểm nghiệm then

Kiểm nghiệm độ bền dập theo công thức (9.1) [1, trang 173]

2T

[ σ d ]=100 MPa , tra bảng 9.5 [1, trang 178]

Then cho bánh răng với đường kính trục d B=70,T=807795,46

Vậy thỏa mãn điều kiện bền dập

Then cho khớp nối với đường kính trục d D=60,T=807795,46

l t =(0,8 ÷ 0,9) l m22=(67,2 ÷ 75,6 ¿ chọn l t=70

σ d= 2T = 2.807795,46=96,17<[σ d ]=100 MPa

d l t (h−t1 ) 60.70 (11−7)

Vậy thỏa mãn điều kiện bền dập

Kiểm nghiệm độ bền cắt theo công thức (9.2) [1, trang 173]

Vậy cả hai đều thỏa điều kiện bền cắt

Kiểm trục theo độ bền mỏi

Theo bảng 10.6 [1, trang 196] với trục có 2 then

- Then cho bánh răng có dB =70 (mm) có thông số:

hệ số tăng bền bề mặt trục, theo bảng 10.9 [1, trang 197]:K y =1,6

Vậy thỏa điều kiện bền mỏi

Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn cho trục 2

+ Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ:

=> Ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy để có kết cấu đơn giản nhất

Vı̀tai troṇg lớn va co lực hướng tâm, lực dọc trục tương đối lớn nên chọn ổ bi đỡmột dãy cho các gối trục B và D Với d = 65 mm, tra bảng phụ lục , chọn ổ bi cơ trung 313 có:

- Đường kính trong: d = 65 mm

- Đường kính ngoài: D = 140 mm

- Khả năng tải động: C = 72,4 kN

- Khả năng tải tỉnh: Co = 56,7 kN Tỉ số Fa/Co = 1138,1/56700 = 0,020Tra bảng: e = 0,2 và V = 1 (vòng trong quay)

Trong đó với ổ bi đở một dãy m = 3

L = 60.n.Lh/106 = 60 67,86 18000/106 =73,29 (triệu vòng) Khả năng tải tĩnh:

Q t =X0 F r +Y o F a =0,6 3911,67+0,5.1139,34=2916,67< F r

Trong đó: X 0=0,6 ;Y o =0,5(tra bảng)

Vậy chọn Q o =F r ≈ 3,9 (kN )<C o

=> Khả năng tải động và tải tĩnh của ổ được đảm bảo

6.1 Tính toán vỏ hộp và xác định kết cấu các chi tiết máy.

Vỏ hộp của hộp giảm tốc đúc có nhiều dạng khác nhau song điều có chung nhiệm vụ là bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền tới, đựng dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết may tránh bụi bặm Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, nên ta chọn vật liệu dùng để đúc hộp giảm tốc là gang xám GX15-32.

Các kích thước cơ bản của vỏ hộp:

Chọn bề mặt lắp ghép thân hộp với nắp hộp đi qua đường tâm các

trục Khoảng cách tâm: a = a w =200 mm

Các kích thước cơ bản của vỏ hộp

Chiều dày:

- Thân hộp:

δ=0,03 a+ 3=9 (mm) δ

K ≥1,2 d2=17 (mm)

- Khoảng cách từ tâm bulong đến mép

Khe hở giữa các chi tiết:

Kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp giảm tốc khi lắp ghép và đổ dầu vào trong hộp, được bố trí trên đỉnh hộp Cửa thăm được đậy bằng nắp Trên nắp có lắpthêm nút thông hơi.

Dùng để tháo dầu cũ sau một thời gian dài làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp

bị bẩn do bụi hoặc do hạt mài hoặc bị biến chất

D b m f L c q D S D0

6.2.6 Que thăm dầu: Kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc

6.2.7 Vòng phớt

Ngăn không cho dầu hoặc mỡ chảy ra ngoài hộp giảm tốc và ngăn không cho bụi

từ bên ngoài vào hộp giảm tốc

6.2.8 Vòng chắn dầu

Ngăn không cho dầu trong hộp giảm tốc bắn vào ổ bi và có tác dụng ngăn cách và

cố định các ổ bi với bánh răng

Phần 7: CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ BÔI TRƠN

7.1 Dung sai lắp ghép

Mối ghép theo kiểu H7/k6 là mối lắp trung gian được dùng để cố định các chi tiết quay

trên trục như bánh răng, xích , bạc lót lắp trong mayo của bánh răng trên trục…

Bánh răng

∅70H7/k6 +25 0 +18 +2trục II