đồ án nguyên lí chi tiết máy

Và đồ án thiết kế hệ thống truyền động này đã giúp cho sinh viên chúng ta bước đầu làm quen với hệ thống thiết kế truyền động cơ khí một cách rõ nét hơn.. Đồ án thiết kế hệ thống truyền

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP-HCM

TRẦN ĐÌNH THIỆN MSSV:14037311

Nhóm 16

Ngành đào tạo : Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử

Người hướng dẫn : NGUYỄN THỊ THÚY NGA

Ngành đào tạo : Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử

Người hướng dẫn : NGUYỄN THỊ THÚY NGA Ký tên :

Ngày bắt đầu: 14 -01-2016 Ngày kết thúc : 09-6-2016 Ngày bảo vệ :

16-6-2016

MỤC LỤC

Phần 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN… 5

1.1 Công suất cần thiết 6

1.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống 6

1.3 Chọn động cơ 7

1.4 Công suất động cơ ở trên các trục 7

1.5 Tính momen xoắn trên trục 7

Phần 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG……… 8

2.1 Chọn loại đai 8

2.2 Xác định thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 8

2.3 Chọn khoảng cách trục a 9

2.4 Chiều dài tính của đai 9

2.5 Khoảng cách trục a 9

2.6 Kiểm nghiệm góc ôm 10

2.7 Xác định tỉ số truyền cần thiết 11

Phần 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG……….12

3.1 Tính toán bánh răng cấp nhanh 12

3.2 Tính toán bánh răng cấp chậm 18

Phần 4: TÍNH TOÁN TRỤC……… 23

4.1 Chọn vật liệu cho trục 23

4.2 Xác định sơ bộ đường kính trục 23

4.3 Chiều dài mayơ bánh đai và răng 23

4.4 Lực tác dụng 24

4.5 Tính chính xác 37

PHẦN 5 TÍNH Ổ 38

5.1 Trục 1 38

5.2 Trục 2 39

5.3 Trục 3 41

5.4 Dung sai chi tiết 42

5.5 Cấu tạo vỏ hộp 44

5.6 Chi tiết khác 46

PHẦN 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

Lời nói đầu

Trong cuộc sống thường ngày, chúng ta có thể bắt gặp hệ thống

truyền động ở nhiều nơi, có thể nói nó đóng một vai trò nhất định trong

sản xuất cũng như trong đời sống Và đồ án thiết kế hệ thống truyền động

này đã giúp cho sinh viên chúng ta bước đầu làm quen với hệ thống thiết

kế truyền động cơ khí một cách rõ nét hơn

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một môn học không

thể thiếu trong chương trình đào tạo kĩ sư cơ khí, nhằm cung cấp cho sinh

viên kiến thức cơ sở về kết cấu máy Đồng thời môn học này còn giúp

cho sinh viên hệ thống hóa các kiến thức đã họccủa nhiều môn như : sức

bền vật liệu, chi tiêt máy, vẽ kĩ thuật…từ đó cho ta một cái nhìn tổng

quan hơn về thiết kế cơ khí Thêm vào đó , trong quá trình thực hiện sẽ

giúp sinh viên bổ sung và hoàn thiện kĩ năng vẽ CAD, điều này rất quan

trọng với một kĩ sư cơ khí

Chúng em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thúy Nga đã tận

tình hướng dẫn, cảm ơn các thầy cô và bạn bè trong khoa cơ khí đã

giúp đỡ nhóm em trong quá trình thực hiện

Bảng phân công công việc Sinh viên Phần làm riêng Phần làm chung

Hồ Thế Nhân Tính truyền động đai Tính trục, chọn ổ, vẽ

bảng a0

Hồ Văn Thắng Chọn động cơ

Trần Đình Thiện Tính bánh răng

ĐỀ TÀI

PHẦN 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1 Công suất cần thiết

η=η d η ol4 η kn η br2

Theo (bảng 2.3) trang 19 , ta có:

Với:

η d=0.95 : Hiệu suất bộ truyền đai

η ol=0.991 : Hiệu suất một cặp ổ lăn

η br=0.96 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng

η kn=1 : Hiệu suất khớp nối

1.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống

- số vòng quay sơ bộ của động cơ ( bảng 2.4/21 sách TC/T1)

- usb

hệ thống = usb

đ usb hgt = 2.10=20

- nsb

đc = nlv usb

hệ thống = 42 20= 840 v/p -tính chính xác tỉ số truyền và các thông số khác( bảng 3.1/43

1.4.Công suất động cơ ở trên các trục:

- Công suất động cơ của trục I (trục dẫn) là:

1.5 Tính moment xoắn trên trục

+ Moment xoắn trên trục động cơ là:

+ Moment xoắn trên trục công tác là:

T 4=9.55 x 10 6 x P4

n4=9.55 x 10 6 x

7.032 40.321=1665524.169( N mm)

1680682.523

1665524.169

PHẦN 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYẾN ĐAI THANG

2.1 Theo hình 4.25/ trang 153/[ 1] phụ thuộc vào công suất P1 = 8,238 kw,

n1 =970 vòng/phút, cho ta được đại loại B

1070 ≥ a ≥ 304,75

Ta có thể chọn sơ bộ a = 1,2 d2 = 1,2.355= 426 mm khi u=2

2.6 Chiều dài tính toán của đai

Ta chọn theo tiêu chuẩn: L = 1800 mm

2.7 Số vòng chạy của đai trong 1s

i= v L (4.32/trang 143/ [1])

i= 9.1421,8 = 5,0789 s-1 [i]= 10 s-1 do dó thỏa điều kiện

2.8 Tính toán lại khoản cách trục a

a= k +√k2−8 ∆2

4 ( 4.5a/ trang 131/[1]) Trong đó: k = L -π (d 1+d 2)

2 = 1800 - π (180+355)

2 = 959,6 mm ∆ = (d 2−d 1)2 = 355−1802 = 87,5 mm

a= 959,6+√959,62−8.87,52

Giá trị a vẫn thỏa điều kiện cho phép

2.9 Góc ôm đai bánh đai nhỏ

α1 =1800 -57 (d 2−d 1)

a = 1800 -57(355−180)

2.10 Các hệ số sử dụng

Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt giả sử γ=400

fmin = f’.sin(γ2) = 1,1327.sin(200) = 0,387

PHẦN 3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Cấp nhanh

3.1 Momen xoắn trên trục bánh dẫn

T1¿ 154375,258

3.4 Số chu kì làm việc tương đương

NHE1¿60 c∑ (Tmax Ti )mH2 .ti ∋¿

ứng suất tiếp xúc cho phép

[δOHlimH = δOHlimH 1+δOHlimH 2

548,18+531,81

[δOHlimH¿min≤ [δOHlimH ]≤1,25[δOHlimH]mim

Theo tiêu chuẩn ta chọn aw=180mm

Modun răng mn=(0,01÷ 0,02¿aw=1,8 ÷ 3,6 mm

 Số răng tương đương

Zv1= Z 1

cos3β=

20 cos3(32,68 °)=32,54

Zv2= Z 2

cos3β=

81 cos3(32,68 °)=135,84

3.3 Số chu kì làm việc tương đương

NHE1¿60 c∑ (Tmax Ti )mH2 .ti ∋¿

ứng suất tiếp xúc cho phép

[δOHlimH = δOHlimH 1+δOHlimH 2

548,18+531,81

ứng suất uốn cho phép

Theo tiêu chuẩn ta chọn aw=250

3.8Modun răng m=(0,01+0,02)aw=2,5÷ 5 mm

Theo tiêu chuẩn chọn m=5mm

3.9Tổng số răng Z1+ZL=2 aw m = 2.250

Số răng bánh dẫn Z1=Z 1+ Z 2 u +1 = 100

3.10 Tỉ số truyền sau khi chọn răng

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít tập trung ứng suất, có thể

nhiệt luyện được và dễ gia công Thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu

để chế tạo trục Vì hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chọn loại

Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 34(mm)

Đối với trục II: d2=√3 594836,4550,2.20 = 52,98 (mm)

Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 55 (mm)

Đối với trục III: d3=√3 1680682,5230,2.20 = 74,89 (mm)

Theo tiêu chuẩn ta chọn d3 = 75 (mm)

Do đó đường kính sơ bộ các trục sẽ là :

dI = 34 (mm); dII = 55 (mm); dIII = 75 (mm)

4.3 Chiều dài mayơ bánh đai và răng:

Chiều dài Mayo bánh đai, bánh răng trụTheo công thức: lmi = (1,2 1.5)di

lm1 =(1,2 1.5 )d1 = (1,2 1,5).34= 40,8 51MM

lm2 =(1,2 1,5)d2 = (1,2 1,5).55= 66 82,5mm

lm 3 = (l,2 1.5)d3 =(1,2 1,5).75 = 90 112,5mmChọn: lm1 = 45mm, lm2 = 75mm, lm3 = 100mm

Chọn lml2 = lm13 = lm14= 77(mm) (bằng chiều rộng bánh răng

bánh dẫn b] của cấp nhanh)

l 22 = lm24 = 77, lm23 = 131 (mm) (bằng chiều rộng bánh răng

lm31 = lm32= 131 (mm)

Chiều dài mayo nửa khớp nôis

L= (1,4 2,5)d3 = (1,4 2,5).75= 105 187,5mm

Chọn: L = 130mmTheo bảng 10.3[2], ta có:

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hay

khoảng cách giừa các chi tiết quay

Tính lực tác dụng lên gối đỡ trục II:

F a 3

D

F a 4

+ C

=1106,19 (N)

Momen uốn những tiết diện nguy hiểm

M tdc=0

M td 23=M td 24 √180248.08 2

M td 25=√1522682,3912+0,75 594836,4552 = 1607462.121 (Nmm)Đường kính trục :

Trục quay theo chu kì đối xứng nên giá trị trung bình cùa ứng suất pháp j :σ mj=0

Biên độ ứng suất pháp tiết diện j:

σ aj=σ maxj=M j

W j ;τ mj=τ aj(theo công thức 120.23)

Với các tiết diện trục dung mối ghép then cần tiến hành kiểm tra về độ bền đập với

Tải trọng động tương đương :

Hệ số làm việc tính theo công thức :

Trục III không có lực dọc trục chọn ổ bi đỡ :

R E = √1368,492+ 6413,62 = 6557,97 (N)

R F = √1368,49 2

+ 1106,19 2 = 1754,6 (N)Với ổ bi đỡ :

Dựa vào d = 65 (mm) chọn ổ đặc biệt nhẹ vừa 113 với C = 24,1 (kN) ;

B (mm)

C (kN)

5.4 Dung sai các chi tiết :

• Dung sai lắp ghép bánh răng : chịu tải vừa, thay đổi va đập nhẹ vì vậy ta chọn

kiểu lắp trung gian H 7/k 6

Bảng dung sai lắp ghép bánh răng

giới han

trên (μmm¿

Sai lệch giới hạn

dưới (μmm¿

N max (μmm¿

S max (μmm¿

•Dung sai lắp ghép ổ lăn:

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

• Dung sai lắp vòng chắn dầu:

Chọn kiểu lắp trung gian H 7/ j 6 để thuận tiên cho quá trình tháo lắp

Vì bạc chỉ có tác dụng chặn khi các chi tiết trên trục nên ta chọn chế độ lắp có

độ hở H 8/h 7

• Dung sai lắp ghép then trên trục :

Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là P9 và kiểu lắp trên bạc là P10

Bảng dung sai lắp ghép then

Kích thước tiết

diện then

Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then

Chiều sâu rãnh then

• Che kín ổ lăn:

Để che kín các đầu trục nhỏ ra, tránh sự xâm nhập của môi trương vào ổ và ngăn

mỡ chảy ra ngoài ta dung loại vòng nhớt Chọn theo bảng (8.29 tài liệu 2 tr 203)

• Bôi trơn ổ lăn:

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bánh răng thấp không thể dùng

phương pháp bắn tóe để dẫn dầu trong hộp vào bôi trơn các bộ phận trong ổ Theo bảng (8.29 tài liệu 3 tr 198) có thể dùng mỡ loại ‘T’ ứng với nhiệt độ 60÷100 và

5.5 Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc

- Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giữa các bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn và bảo

vệ các chi tiết tránh bụi

- Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng về phía lỗ tháo dầu với độ dốc bằng 1

- Kết cấu vỏ hộp giảm tốc đúc với các kích thước cơ bản như sau ( bảng 1802[3]) :

Tên gọi Biểu thức tính toán

Chiều dày: Thân hộp: δOHlim

Nắp hộp: δOHlim1

δOHlim= 0,03a+3 =11(mm)

δOHlim1 = 0,9.δOHlim =11(mm)Gân tăng cứng: Chiều dày e:

Chiều cao h:

e = (0,8÷1).δOHlim =10(mm)

h < 58 chọn h = 55

Đường kính bu lông nền d1: d1 > 0,04.a + 10>12(mm)

+ Giữa bánh răng với thành trong hộp

+ Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp

1

200

250

150Chốt định vị chốt trụ:

d = 8 mm

c = 1,2 mm

l = 25 ÷ 40Nút thông hơi:

Nút tháo dầu:

Kiểm tra mức dầu trong hộp sử dụng que thăm dầu

Que thăm dầu :Dùng để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc , để đảm bảo mức dầu luôn ở mức

cho phép để các chi tiết được hoạt động tốt

Vòng phớt :Vòng phớt là loại lót kín tác động gián tiếp nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bị bụibặm, chất bẩn,hạt cứng và các tạp chất khác xâm nhập vào ổ.Những chất này làmcho ổ chóng bị mài mòn.Ngoài ra vòng phớt còn có tác dụng đề phòng dầu chảy ra

ngoài.Tuổi thọ ổ lăn phụ thuộc rất nhiều vào vòng phớt

Vòng phớt được sử dụng khá rộng rải do có kết cấu đơn giản,thay thế dễ dàng.Tuynhiên vòng phớt có nhược điểm chóng mòn và ma sát lớn khi bề mặt trục có độ

nhám cao

Vòng chắn dầu:

Để ngăn cách mở trong bộ phận ổ với dầu trong hộp

Vòng chắn dầu

PHẦN 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1- Sách Cơ sở Thuyết kế máy- Nguyễn Hữu Lộc

2- Tính toán thiết kế hệ dẫn đông cơ khí-TRỊNH CHẤT-LÊ VĂN UYỂN