Luận văn Đồ Án môn chi tiết máy thiết kế trạm dẫn Động xích tải

1.Công suất bộ phận công tác.... LỜI NÓI ĐẦU Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ thống truyền động ở khắp nơi và có thể néi nd dong vai trò nhật định trong cuộc sông cũng nh

'TRƯỜNG DẠI HỌC GIÁO THÔNG VẬN TÀI

KIOA CƠ KHÍ

BỘ MON: THTET KE MAY

THIET KE TRAM DAN DONG XICH TAI

Hạ tên SV: Hoắc Vỹ Quang

ỗ răng đĩa xích tải wl 9 9] if mf af wl sf i] a Chiều cao tâm đĩa xich (mm) | 550| 600 550] 450] 588| 540| soo] sas] sas] $78 Thời hạn phục vụ (năm) 5 5 s| 4 s] 3 4] 4 s| 5

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn:

TP.IICM, ngày tháng năm 2019

GIÁO VIÊN HƯỚNG ĐÃN

MỤC LỤC

PHAN |: TINH TOAN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐÔNG CƠ KHÍ

1.Công suất bộ phận công tác

3.Phân phối tỉ sổ truyền

PHAN Il: TINH TOAN THIẾT KE BO TRUYEN TRONG HOP GIAM TỐC

1 Tính toán bộ truyền cấp nhanh

1 Tính vận tấc sơ bộ

5 Kiểm nghiệm độ bền uốn

5 Kiểm nghiệm răng bánh vít về quá tải

2 Một sổ kết cấu khác liên quan tới vỏ hộp

PHẦN V: TÍNH DUNG SAI VÀ KÍCH THƯỚC TRUC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ thống truyền động ở khắp nơi và có thể néi nd dong vai trò nhật định trong cuộc sông cũng như trong sẵn xuất Đi với các hệ thông truyền động thường gặp thì có thể nói hộp giảm tộc là một bộ phận không thê thiếu

Dé án thiết kế hệ thống truyền động cơ Kh lứp củng cổ lại các kiến thức đã học

trong các môn Nguyên Lý Máy, Chỉ ÿ thuật Cơ khí, và giúp sinh viên có cai nhìn tổng quan về việc thiết kế co khí C: tông việc thiết kế hộp giảm tốc giúp chúng ta

hiểu kỷ hơn và cỏ cái nhìn cụ thẻ hơn về cầu tạo cũng như chức năng của các chỉ tiết cơ

bản như bánh răng ,Š lăn, Thêm vào đó trong quả trình thực hiện các sinh viên có thể bả

sung và hoàn thiện kỹ năng vẽhinh chiều với công cụ AutoCad, điều rất cân thiết với một

kỹ sư cơ khí

Em xin chan thành cảm ơn thây Văn Quốc Hãu và các bạn trong khoa cơ khí dã

giúp đỡ em rất nhiêu trong quả trình thực hiện đồ án

‘Voi kiên thức còn hạn hẹp, đo đó thiền xét là điều không thế tránh khỏi, em mong

nhận được ý kiến từ thảy cô và bạn bè để đồ án này được hoàn thiện hơn

Sinh viên thực hiện

Hodc V¥ Quang

PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐÔNG CƠ KHÍ

1.Công suất bệ phận công tác

[PỆ xa ¡nộ xra l rỆ xi, pạ= | XHLPi xua l7 xi;

Tastee ts

Vi gid tri Maus chi tén tai trong mét khoang thoi gian rat ngắt 3 giây nên ta bó qua giá trị

này khi công suất tính toán Dựa vào hình về ta tỉnh duge Prt

pạ— J9 xe! ose X21 036572 _ 9 coy wy)

Tra bang 2.3 trang 19 [I] ta có

77 =0,99 Hiệu suất ế lăn

??„ =0,82 Hiệu suất trục vít

?4 1 Hiệu suái khớp nổi

?7= 0,991%0,822+ 1=0,65

Công suất cần thiết trên trục động cơ điện được xác định theo công thúc 2.8 trang 19 [I]

~ Công suất căn thiết

Vì Pạ là công suất cần tiết trên trục động có Điều kiện đề chọn động sơ sẽ là : Pạc > 0,93

(kw)

2.Số vòng quay trục công tac

Tra bảng 2.4 tỉ số truyền nên đùng cho các bộ truyền trong hệ trang 21 [T]

Tỉ số truyền chưng

tá— thập — 300 Với tạp = 300 tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp trục vít

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

nà = nạ X ta = 4,17% 300= 1215 (vg/ph)

Như vậy ta phải chọn đệng cơ có công suất định mức > 0,93 (kW)

Nếu chọn động cơ có số vòng quay quá lớn thì tỉ số truyền động chung lăng, dần đến việo

tăng khuôn khổ, kích thước của máy và giá thành của thiết bị, vì vậy la chọn động cơ sao

cho hợp lí nhất

Động cơ được chọn cần thỏa mãn điều kiện

{Fae > Pot

Nip * Ms

Theo bang Pt.3 trang 236 - [I]

Chor: dong co loai 4A kigu: 4A80A43

3.Phân phi ti số truyền

PHAN I: FÍNH TOÁN LHIẾT KE BO TRUYỂN TRONG HỘP GIẢM TỐC

Thiết kế bộ truyền trục vít bao gồm các bước sau:

-Chọn vật liệu -Xác định ứng suất cho phép

~Tính thiết kế, tính kiểm nghiệm:

-Quyết định lần cuối các kích thước vẻ thông số bộ truyền

-Kiểm nghiệm về nhiệt

L Tính toán bộ truyền cấp nhanh

I liệu trục vít: thép 45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC 45

2 Tỉnh ứng suất cho phép

« Ứng suất tiếp xúc cho phép [onl

Theo bang 7.2/148 [T] vói cập vật liệu BpA 3K 9-4 và thép tôi, ta chọn [øn] =

180 (MP4)

« Ứng suất uốn cho phép |ør[

Bộ truyền làm việc một chiều

[oro] ~ 0,25*op + 0,08%oa ~ 0,25%400 + 0,08%200- 116 (MPa)

Với mại, Tại là số vòng quay trong một phút và tnomen xoắn trên bánh vít ở

chế độ thứ ¡, tị là số giờ làm việc ở chế đồ thứ ¡, Tamø là rưomen xoắn lớn nhất

trong các trị số Tại 'Thay số vào, ta có

Ni = G0E (Tz/T3mej nai

60x80,3⁄18781x ( 1Ê.4+ 0.78.2 + 0,59.2) x s 46.10"

0,65

‘Vay ứng suất uốn cho phép: [or] = [ovo] Kr = 116 * 0,65 = 75.4 (MPa)

« Ứng suất cho phép khi qua tai Banh vit dang thanh không thiếc

Với u— 17,45; chọn 4 — 2, đo đó 4 — uva — 17,45 2— 34,9; chọn s4 — 35 'Tí số truyền thực lễ un = 2

hong cách trục sơ bộ

aw = (35 : 10).2/(170/35 180)7 x (B9315,69 1,1/10)= 86,71 (mm)

Lấy ay =95 Gnm) Vinh modun m= 2aw/G + q)= 2x95/10+ 35) = 4,22

Theo bảng 7.3/1 50T] chọn međun tiêu chuẩn m = 5

Tinh chính xác khoảng cách truc : aw= "(q+ 22 )= 3% (10+35)=112,5

Chon ae — 115

10

dv= (q ! 2x)m = (10 ! 20,5) S=5S

—_— EB4400 — — ;

Ve Seu0ocas(10,31°) 41 (mis)

Hiệu suất = 0,95.tg(Yx)tg(Y+ Ø )

Goc ma sat @ tra trong bang 7.4/1 5241 | theo trị số vận tốc trượt v;

‘Tra bang 7.5/153[1] với z =2,q=10 => Ø= 86

" _ Tz„làmomen xoắn trưng bình trên trục bánh vit

"_ T„„ lả momen xeắn lớn nhất trong các momen xoắn

+ Với vụ — 41 mía theo bằng 7.6 chọn cấp chính xác 8

theo bing 7.7 chon Kay 1,22

Ứng suất tiếp xúc

lou] (170%2//Jữ; + 4)/8„)T;Kn/q

(17035)//IG5 + 10)/115]3.89315,69 1,01.1,22/10

11

124.73 MPa <|on| 180 MPa

5 Kiểm nghiệm dộ bền uốn

LARRY eRe

0E = “PK cựu

badamu Im]

Trong đó — -[og| là ứng suất uốn cho phép củn bánh ví!

~Yr hệ số dạng răng, phụ thuộc vào số răng bánh vít tương,

đương

2 = za/cosly = 35/cos?(10,31) = 37 Tra bảng 7.8/154[T], voi % — 37 chon Vr - 1,61

-Ke hé sé tai trong Kr= KypKyy

Voi Keg = Kap = 1,01

Ma = moos y = Scos(10,31) = 4.92 mm

LAT2¥ ERE 14.89315,49 1,611,232

6 Kiểm nghiệm răng bánh vít về quả tải

Để tránh biến dạng đư hoặc đỉnh bẻ mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại không được vượt quá một giá trị cho phép

GHmar = Kat < [oulmer

= 180/15 =

,45 < [øn]me = 400 MPa (thda man)

Rẻ tránh biển dang du hoặc phá hong tinh chan ring banh vit, img suat uén cực dai

được vượt quá một giá trị cho phép

Gfum = GrKEa S [oro

= 75,4 113,1 < [ør]u«= 160 MPa_ Ghõa mãn)

> Cac thông số cơ bản của bộ truy:

12

Chiều dài phân cắt ren của trục vít bị 73.5

Đường kinh vòng chia dụ đc | 50,175 Tường kinh vòng đỉnh đa,đạ; | 60,190 Đường kính ngoài bánh vít dan | 1975

1: Nhiệt độ cho phép cao nhất của đầu, do trục vít đặt trên nên chựn tá 70°

tự: Hệ số kể dến sự thoát nhiệt qua dáy hộp (0,25 0,3) chọn tỷ — 0,25

13

8: Hồ số giảm nhiệt do làm việc ngắt quãng

B la AEP /tg,) 1.0/540/10/25—0/5025) 1/25 A: Dién tich bé mit thoat nhiét cia hop gidm téc (m?)

A=M+A

Av dién tich bé mat hép giảm tốc với a„ là khoảng cách trục

Ai 20m2 2001152 026m As=0,LAi= 0/026 m

2 Tính ứng suất cho phép

© Ung suat tiếp xúc cho phép [mu]

‘theo bang, 7.2/148 [1] voi cặp vật liệu CW 15-32 và thép 20X thấm C và tôi, tạ chon [en| — 194,2 (MPa)

«© Ứng suất uốn cho phép [oy]

Bộ truyền làm việc một chiều,

[oro]= 0,25xøy ! 0,08xøu= 0,25z150 1 0,08«320= 63,1 (MPa)

Trong đó Nm 607 (Ti/Tams nail

Với tại, Tại là số vòng quay trong một phút và mnomen xoắn trên bánh vít ở

ghế độ thứ ¡, tị là số giờ làm việc ở chế đồ thứ ¡, Tauz là raomen xoắn lớn nhất

Vậy ứng suất uốn cho phép: [on]— [ono] Km,- 63.1 * 0,91 — 57,42 (MPa)

e Ứng suất cho phép khi quá tải

Banh vit bang gang

Với n 19/24;chọnza 2,dod6 uv 19242 38,48; chong 39 'Tỉ số truyền thực t8 un == =19,5

Sai lạch tỉ sẻ truyền

18,5 — 18/24

du ome 100 lái 100 135% = 4% > thdaman

‘Tinh sơ bộ q theo công thức thực nghiệm

q = 0,25.23 = 0,25.39 = 9.75 Theo bang 7.3/1 50[I] chon q = 10 T: 13970024 Nmm

1iiệu suất n = 0,95.tg(/x)#g(y+ @)

Góo ma sát @ tra trong bảng 7.4/152{T] theo trị số vận tốo trượt v

Tuy, =11+ (2/002 (1 — Ta» Tanm2

"_ với 6 là hệ số biến đạng của trục vít, phụ thuộc vào 21

vag Tra bằng 7.5/153|Ï|vớia 2q 10 > 9 86

© Tila momen xoắn trưng bình trên trục bánh vít

= ‘Tmax Ja momen xoan lớn nhật trong các mơien xoắn

T3m 1449,7.2+0,52 Tim_ (1416721652) gg T3max a

uy 1+ (40/86).(1-0,8) 1,02 + Voi ve = 0,47 avs, theo bang 7.6 chọn cấp chính xác 9

Ttheo bang 7.7 chon Kyy = 1,3

TỨng suất tiếp xúc

[en] = (179/2) lứa + 4)/4„]STsKu/q

16

= (170/39N/T9 + 10)/250]5.13970024 1,02.1/3/10

—16279 MDa < [ou] — 194,2 MPa

5 Kiém nghiém độ bền uốn

_ LABYr Ke

~ Bedanty

oF S [or]

Trong đó — -[or] là ứng suất uốn cho phép của bánh vít

~Yr hệ số dạng răng, phụ thuộc vảo só răng bánh vít tương

đương

By = zz/cosly = 39/cos1(10,31)= 41 Tra bãng 7.8/154|.với⁄e 4l chụnŸr 1,54

-ch duéng kinh vong chia banh vit đà — mza — 10.39 — 390

Đổ tránh biến dang du hoặc phá hỏng tĩnh chân ring bánh vít, ứng suất uốn cực đại

được vượt quả một giá trị cho phép

1

Crm = Kg = Soro

574214 86,13 <lorlmx 90MPa (théa mén)

Các thông số cơ bản của bộ truyền

Chiêu đài phân cắt ren của trục vít bị 150

Đường kinh vòng chúa di, đ | 100,390

Đường kính vòng đĩnh đại, đạ; | 120, 420

Đường kính ngoài bánh vít dan 435

Góc êm é 4m39

7 Tinh nhiệt truyền động true vil

Điều kiện: nhiệt lượng sinh ra trong hợp giảm tốc phải căn bằng với nhiệt lượng thoát

fa lạ —1000(1-T])P2IKA(f+)Ø] < [tal

Trong đó

TỊ: Liệu suất bộ truyền TP: Công suất trên trục vít P¿=0,75IKW Tụ: Hệ số lỏa nhiệt (8.17.3 WA in? °C ) chon Ky - 13 to: Nh

1á: Nhiệt độ cho phớp cao nhất của dầu, đo trục vít đặt đưới nên chợn lạ 90°

tự : Hệ số kế đến sự thoát nhiệt qua dáy hộp (0,25 0,3) chon w 0,25 8: Hệ số giảm nhiệt do làm việc ngất quãng,

A-1,31013-1,43 m2

1000(1—0,62)4,751 13.1,43.(1+0,25)1,25

áL độ mỗi trường xung quanh, chọn lọ 202

Thay số vào, ta dược: lạ 20+ = 39/82 <90 (thöa yêu cầu)

PHAN Wl: THIET KE CAC CHI TIET DO NOL

b

8

20

Tính sơ bỏ đường leith ue

Đường kinh trục được xác định theo công thức:

®> HN d saau — — 6Lvố2 chon sơ bộ d; ~ 65 nưn

Với dị — 20 mm, ta dược chiều rộng ỏ lẫn bại — 15 mm

2,81, chon so bg di = 20mm

Voi de = 30 mum, ta durge chiéu réng 6 lan bạa = 19 mm

Với ds = 65 mum, ta durge chigu rong 6 lan bos = 33 mm

Thiét kế trục

« Xác định khoăng cách giữa các gỗi đỡ và các điểm đặt lực

Để tính các kích thước của trục trước hết ta chon các kích thước sau đây

“ki =8 15 khoáng cách từ mặt mauf của chỉ tiết quay đến thành trone của hộp hoặc khoáng cách giữa cáo chỉ tiết quay

= kz=5 15 khoáng cách từ mặt mút ô đến thành trong của hộp

= ky=10 20 khoang cách từ mặt mút cứa chỉ tiết quay đến nắp 6

20 chiền cao nắp ô và đân buléng

Sơ dễ lực hộp giảm tốc

Trục 1

Chiều đài mayo nữa khớp nồi

Ở dây la chọn nỗi trục vòng đàn hồi nên làn (1,4 2,5)dị

Chon luiz = 50mm Chiều dai mayo bảnh vít lez2 ~ (1,2 1,8)d2 ~ (1,2 1,8)30 — 36

21

Fa Fa 2Ta°h 2 89315,69/175 1020/75N

Fa Far Falg(y +p) *Fatgy 185,69

Fu — Fr — Facos @/cos(V — p)tgacos p © Futga — 1020,75.tg20 — 351,52N Far = (0,2 0,3).2 TD = 0,2.2 6309,82 / 15 = 56,09 N= Fk

Dạ lả đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nổi trục vòng đàn hồi (ra bảng 16-102/68|HJ) chọn De 45mm

® Xét mặt phẳng yOz:

22

Fa= Faz = 1020,75 8 Fa = Frais = 1303,23 N

Fa — Fun — 185,69N Fas — Fas — 7164,11 N

Sơ đỗ đặt lực, biểu đổ momen của trục trung, gian hộp giấm tốc

- Tinh momen uén tông Mị và momen tương đương Miu, tại các tiết điện j trên

chiều dải trục

Mu |M?+ Mỗ, VjJ554597125211431519752 | $72774,35 Num

Mias = MZ, + 0,7577,

26

Xát phải từ yêu cầu vẻ độ bên, lắp ghép và công nghệ, la chọn trục có đường,

kính các đoạn trục như sau

de- 30mm = du - 30mm = di - 45min dys — 160 mm

Chon Ine = 97 mm

bì 05đảa+bm)+ki+tka+ha 05(94-33)+15115115 1085 mm

zg = 0,5( logs + baa ) — ka + ke + bạ = 0,594 + 33) + 13 + 15 + 20= 111,5 mm

leaz = 0,5 (lng + Bog) + k; + hạ — 0,5(97 + 33) + 20 + 20 — 105 mm

dog = Iga + haz = E115 + 105 = 216,5 mm

Cae Ie tác dụng lên ruc

Fas = 1303,23 N

Fr = 2607,52 N

Fu = 7164,11 N

Lực từ xịch tắi tác dụng, lên phương y dược tỉnh bằng công thửc

Fre = ka Fi

Trong 46 kx: hé sd ké dén trong lượng xích, k„ = 1,15 (xich tai dit ngang)

Fi lye voug, Fe- 1000P/v — 1000.0,61/0,1 - 6100N

=>T+=7015N

Xác định đường kính và chiêu dài các đoạn trục

- Tinh phan luc tại các gối

Fa Fys 260752N

Fa = Fa3 = 1303,23 N Fra 7 Fas — 7164,01 8

& Xét mặt phẳng xOz:

X=0 @ FaglFai-Fzs=0 ()

May=0 Taslni-PFai(la+la)=0 @)

(1) @ Bao =Pas-Fan = 3630.9 N

© Xe mil phing yOu:

Y~0 & FyotFyai+Fys+Fa0 (3)

Mex Oe Eya.bi + Fyit-(s2 + bi) + Fix (133 + a1) — Fas -0 (4)

Fyit —Fyi3 — Fre = 871,38 N

Vay Fy ngược chiếu đã chọn

-_ Vẽ biểu để momen Mx và My trong các mặt phẳng zOy và zOx và vẽ biểu dỗ momen xoan I

So dé đặt lực, biểu đổ rnomon của trục ra hộp giảm tốc

~ Tỉnh momen nón tổng Mị và moraen tương dương My lại các tiết điện j trên chiều dài trục

Mn = {M2,, + Mẫii =V7365757 = 736575 Nmm

23