HUONG DAN DO AN CHI TIET MAY

Thiết kế các trục hộp giảm tốc và chọn then, ổ lăn - Tính bằng tay: Xác định đường kính sơ bộ  τ =30MPA - Phác thảo 3D kết cấu trục bằng phần mềm: Autodes Inventor + Vẽ sơ đồ phân tích

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ

Trang 2

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 4

LƠI GIỚI THIỆU 5

PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC ĐỀ ĐỒ ÁN CƠ BẢN 6

PHẦN 2 HƯỚNG DẪN TRÌNH BÀY ĐỒ ÁN 26

PHẦN 3 CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG GIÁO TRÌNH CHI TIẾT MÁY 27

CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN, CÁC ĐƠN VỊ PHỤ 27

CHUYỂN ĐỔI MỘT SỐ ĐƠN VỊ 27

QUY ƯỚC HỆ TỌA ĐỘ 27

1 Các ký hiệu dùng trong giáo trình Chi tiết máy 27

2 Các đơn vị cơ bản 30

3 Chuyển đổi một số đơn vị 30

4 Quy ước hệ trục tọa độ 30

PHẦN 4 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỒ ÁN 31

Chương 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 31

1.1 Chọn động cơ điện 31

1.1.1 Chọn kiểu, loại động cơ 31

1.1.2 Chọn công suất của động cơ 31

1.1.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ 32

1.1.4 Chọn động cơ thực tế 34

1.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, quá tải 40

1.2 Phân phối tỉ số truyền 40

1.2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc 41

1.2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc 42

1.3 Tính toán các thông số động lực học trên trục 45

1.3.1 Tính công suất trên các trục 46

1.3.2 Bảng kết quả tính toán 47

Chương 2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP 48

2.1 Thiết kế bộ truyền Đai ( Sử dụng phần mềm CTM ) 48

2.2 Ứng dụng Autodesk Inventor Professional thiết kế bộ truyền Đai thang(Sử dụng module Design) 52

Trang 3

2.2.1 Chọn loại đai 52

2.2.2 Chọn khoảng cách trục 52

2.2.3 Tính chiều dài dây đai: 52

2.2.4 Chọn số dây đai 52

2.2.5 Ứng dụng autodesks Inventor vào tính toán 52

2.2.6 Kết quả tính toán 57

2.3 Thiết kế bộ truyền Xích bằng phần mềm CTM 57

2.4 Ứng dụng Autodesk Inventor Professional thiết kế bộ truyền Xích 62

2.4.1 Đặt vấn đề 62

2.4.2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích 62

a Xác định số răng đĩa xích 62

b Xác định công suất cho phép, công suất tính toán, tra bước xích 63

c Xác định sơ bộ khoảng cách trục 65

d Xác định số mắt dây xích x 66

e Xác định độ giãn lớn nhất của dây xích đảm bảo căng xích 66

2.4.3 Ứng dụng Autodesk Inventor 2016 vào thiết kế bộ truyền xích 66

Chương 3 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP 74

3.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ 74

3.1.1 Các thông số biết trước(dựa vào bảng kết quả tính toán mục 1.3.2) 74

3.1.2 Chọn vật liệu 74

3.1.3 Tính ứng suất tiếp xúc giới hạn 74

3.1.4 Tính sơ bộ khoảng cách trục 74

3.1.5 Tính sơ bộ mô đun 74

3.1.6 Tính số răng 74

3.1.7.Tính lại góc β 75

3.1.8 Chiều rộng bánh răng 75

3.1.9.Tính số giờ làm việc 75

3.1.10 Nhập các thông số hình học trong Autodesk Inventor gồm: 75

3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng côn 78

3.2.1 Chọn vật liệu: 79

3.2.2 Tính ứng suất giới hạn: 79

3.2.3 Tính sơ bộ đường kính chia ngoài 80

Trang 4

3.2.4 Xác định chiều rộng vành răng 80

3.2.5 Số răng bánh chủ động: 80

3.2.6 Tính đường kính trung bình và mô đun trung bình 80

3.2.7 Tính mô đun 81

a Với bánh răng côn răng thẳng 81

b Với bánh răng côn răng nghiêng 81

3.2.8 Nhập các thông số hình học trong Autodesk Inventor 81

3.3 Thiết kế bộ truyền Trục vít- bánh vít 84

3.3.1 Các thông số biết trước(dựa vào bảng kết quả tính toán mục 1.3.2) 84

3.3.2 Chọn vật liệu 85

3.3.3.Tính ứng suất giới hạn của bánh vít 85

3.3.4 Xác định số đầu mối ren trục vít và số răng bánh vít 86

3.3.5 Chọn sơ bộ hệ số đường kính 86

3.3.6 Hệ số tải trọng 86

3.3.7.Xác định khoảng cách trục 86

3.3.8 Xác định mô đun của bánh vít 86

3.3.9 Xác định chiều dài phần răng trục vít 86

3.3.10 Xác định chiều rộng bánh vít 87

3.3.11 Các thông số hình học nhập vào phần mềm Autodesk Inventor 88

Chương 4 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN 92

4.1 Thiết kế trục 92

4.1.1 Tổng quan về chi tiết trục: 92

4.1.2 Phân tích các lực tác dụng lên trục 92

4.2 Thiết kế then 104

Chương 5 CHỌN Ổ LĂN 106

1.5 Chọn ổ lăn 106

PHẦN 5 PHỤ LỤC CÁC BẢNG TRA VÀ BẢN VẼ MẤU 108

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1: Sơ đồ đặc tính tải trọng 32

Bảng 1-2: Tra hiệu suất của các bộ truyền 32

Bảng 1-3: Tỉ số truyền nên dùng các truyền động (Theo thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1) 33

Bảng 1-4: Tỉ số truyền nên dùng và giới hạn các truyền động (Theo thiết kế đồ án CTM-ĐH KTCNTN) 34

Bảng 1-5: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện K 35

Bảng 1-6: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện DK 36

Bảng 1-7: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện 4A 37

Bảng 1-8: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện 4A(tiếp) 38

Bảng 1-9: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện 4A(tiếp) 39

Bảng 1-10: Tỉ số truyền nên dùng các truyền động (Theo thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1) 40

Bảng 1-11: Tỉ số truyền nên dùng và giới hạn các truyền động (Theo thiết kế đồ án CTM-ĐH KTCNTN) 41

Bảng 1-12: Tra tỉ số truyền hộp giảm tốc khai triển và phân đôi 41

Bảng 1-13: Tra tỉ số truyền hộp giảm tốc khai triển và phân đôi 43

Bảng 2-1: Tra khoảng cách trục bộ truyền đai thang 52

Bảng 2-2: Tra bước xích 63

Bảng 2-3: Tra bổ xung bước xích 64

Bảng 2-4: Tra các hệ số tính công suất tương đương 64

Bảng 2-5: Tra các hệ số ảnh hưởng của bôi trơn 65

Bảng 2-6: Tra bước xích lớn nhất 65

Bảng 3-1: Tra số răng tương đương 80

Bảng 3-2: Tra hệ số đường kính trục vít 86

Trang 6

LƠI GIỚI THIỆU

Thực hiện chỉ đạo của Ban giám hiệu nhà trường là xây dựng trường Đại học

Sao Đỏ theo định hướng ứng dụng: Ứng dụng khoa học,công nghệ mới vào việc giảng

dạy của giảng viên và học tập của sinh viên và luyện thi Olimpic, khai thác có hiệu

quả phòng thực hành CAD và mục đích cuối cùng là góp phần đảm bảo chất lượng

giáo dục, đào tạo ra những kỹ sư, cử nhân có năng lực thiết kế và khai thác phần mềm

phục vụ công việc

Thực tại với sinh viên khoa Cơ khí trường đại học Sao Đỏ trong quá trình làm

đồ án chi tiết máy sinh viên gặp nhiều khó khăn, các nội dung tra cứu nằm ở nhiều tài

liệu, hệ thống các tiêu chuẩn không đồng bộ, các tài liệu sử dụng hiện nay chủ yếu tập

chung vào thiết kế theo dạng truyền thống do đó gây sai số trong quá trình tính toán

mặt khác mất nhiều thời gian

Để khắc phục những tồn tại trên trong nội dung tài liệu này tập chung đề cập

vào vấn đề kết hợp thiết kế Đồ án chi tiết máy giữa phương pháp truyền thống với ứng

dụng tin học, hệ thống tài liệu, phần mềm ứng dụng bao gồm:

[6]- Vũ Ngọc Pi, Trần Thọ, Nguyễn Thị Quốc Dung, Nguyễn Thị Hồng Cẩm, Cơ sở

thiết kế chi tiết máy và máy, Trường đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, năm

2001

[7]- Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Dự, Hướng dẫn đồ án chi tiết máy, Trường đại học Kỹ

thuật công nghiệp Thái Nguyên, năm 2012

Phần mềm ứng dụng:

- Phần mềm CTM do giảng viên của Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot - viện

Cơ Khí- Đại học Bách khoa Hà Nội lập trình

- Phần mềm Autodesk Inventor Professional

- Phần mềm Autocad

Cấu trúc của tài liệu này bao gồm:

Phần 1 Giới thiệu các đề đồ án cơ bản

Phần 2 Hướng dẫn trình bày đồ án

Phần 3 Các ký hiệu dùng trong giáo trình chi tiết máy, các đơn vị cơ bản, các đơn vị

phụ, chuyển đổi một số đơn vị, quy ước hệ tọa độ oxyz

Phần 4 Hướng dẫn thực hiện nội dung đồ án Chi tiết máy

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian và trình độ còn hạn chế, khó

tránh khỏi nhừng sai sót, tác giả mong nhân được những ý kiến đóng góp cũng như các

nội dung khác xin gửi về theo địa chỉ: Bộ môn Cơ sở thiết kế máy, khoa Cơ khí trường

Đại học Sao Đỏ, 24 Thái Học, Phường Sao Đỏ, thị xã Chí Linh, tỉnh Hải Dương

Sao Đỏ, tháng 2 năm 2016

Trang 7

PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC ĐỀ ĐỒ ÁN CƠ BẢN

ĐỀ 1: Thiết kế hệ dẫn động băng tải theo các thông tin sau:

Đường kính tang băng tải: D=350mm

Thời gian phục vụ 7 năm: 1 năm làm việc 292 ngày, 1 ngày làm việc 8 giờ

Yêu cầu:

Chương 1 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền: Tính tay

Chương 2 Tính toán bộ truyền ngoài hộp: Tính bằng phần mềm CTM

Chương 3 Tính toán các bộ truyền răng

- Tính toán các bộ truyền răng trên phần mềm Autodesk inventor theo tiêu chuẩn ISO

6336:1996; các hệ số:

- Hệ số quá tải của các bộ truyền: KA1.2

- Hệ số kể đến tải trọng động dùng để tính ứng suất tiếp xúc: KHV1

- Hệ số kể đến sự phân bố tải không đều trên chiều dài răng khi tính ứng suất tiếp xúc:

Hβ

K =1.3

- Hệ số kể đến sự phân bố tải không đều tải trọng cho các đôi răng khi ăn khớp tính

cho ứng suất tiếp xúc:K =1.0 Hα

Kết quả phải đưa ra được mô hình 3D của các bộ truyền răng và các thông số như sau:

Vật liệu chế tạo, Mô đun m, khoảng cách trụca , số răng z, hệ số dịch chỉnh x, chiều w

D

P

t

Trang 8

Chương 4 Thiết kế các trục hộp giảm tốc và chọn then, ổ lăn

- Tính bằng tay: Xác định đường kính sơ bộ  τ =30MPA

- Phác thảo 3D kết cấu trục bằng phần mềm: Autodes Inventor

+ Vẽ sơ đồ phân tích lực tác dụng lên trục bằng Autocad

+ Xác định kích thước các đoạn trục chọn vật liệu là Steel với Sy=300MPA, hệ số

Poisson µ=0.3, đặt các lực tác dụng lên trục và truy xuất ra các biểu đồ mô men uốn,

biểu đồ ứng suất

+ Gọi bánh răng lắp trên trục

+ Chọn then theo phần mềm Autodesk Inventor

+ Chọn ổ lăn theo phần mềm Autodesk Inventor

Trang 9

Chiều cao băng tải: H=2500mm

Thời gian phục vụ 9 năm: 1 tháng làm việc 26 ngày, 1 ngày làm việc 3 ca, 1 ca làm

việc 6 giờ

Yêu cầu:

6336:1996; các hệ số:

- Hệ số quá tải của các bộ truyền: KA 1.2

Hβ

K =1.3

Vật liệu chế tạo, Mô đun m, khoảng cách trục a , số răng z, hệ số dịch chỉnh x, chiều w

0.8T

Trang 10

Trang 11

ĐỀ 3: Thiết kế hệ dẫn động tang cuốn tải theo các thông tin sau:

Hình 1 Sơ đồ động hộp giảm tốc khai triển

Hình 2 Đồ thị đặc tính tải trọng

Lực kéo băng tải F=8400 N

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

Trang 12

rộng vành răng B, lực vòng F , lực hướng kính t F , lực dọc trục n F , vận tốc vòng v, a

hệ số an toàn mỏi S , hệ số an toàn uốn H S … F

Trang 13

Yêu cầu:

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

cho ứng suất tiếp xúc:K =1.0Hα

P

t

Trang 14

Trang 15

ĐỀ 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải tải theo các thông tin sau:

Hình 1 Sơ đồ động hệ dẫn động băng tải

Lực băng tải: F=9000N

Vận tốc băng tải: v=0,48 m/s

Đường kính tang: D= 320mm

Chiều cao tang : H=750 mm

Thời gian phục vụ: Lh=20000 giờ

Số ca làm việc: Số ca=2/ngày

Yêu cầu:

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

- Hệ số quá tải của bộ truyền trục vít-bánh vít chọn:K =1.20

- Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc của bộ truyền trục vít-bánh vít chọn :K =1.01v

- Hệ số dạng răng của trục vít chọn :y=0.125

F V

5 4

Trang 16

Trang 17

ĐỀ 6: Thiết kế hệ dẫn động xích tải tải theo các thông tin sau:

Hình 1 Sơ đồ động hộp giảm tốc phân đôi cấp

4- Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

5- Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

6- Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Lực kéo(lực vòng) trên xích tải: F=7500N

Vận tốc xích tải: V=0.65m/s

Số răng xích tải dẫn: z=17

Bước xích tải: p=65 Lh=20000 giờ

Số ca làm việc: Số ca=2ca /1 ngày

Yêu cầu:

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

0.7T

Trang 18

Trang 19

ĐỀ 7: Thiết kế hệ dẫn động xích tải theo các thông tin sau:

Lực kéo(lực vòng) trên xích tải: F=3500N

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

Trang 20

Trang 21

ĐỀ 8: Thiết kế hệ dẫn động thùng trộn theo các thông tin sau:

Hình 1 Sơ đồ động hệ dẫn động thùng trộn

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

Trang 22

Trang 23

ĐỀ 9: Thiết kế hệ dẫn động băng tải hộp giảm tốc khai triển bánh răng trụ răng thẳng

2 cấp theo các thông tin sau:

Hình 1 Sơ đồ động hệ dẫn động Tời kéo Hình 2 Đồ thị đặc tính tải trọng

Lực kéo (lực vòng) trên tang cuốn: Ft=3000N

Vận tốc vòng tang cuốn: V=1,25(m/s)

Đường kính tang cuốn: D=195(mm)

Yêu cầu:

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

t(s)

tck t1

to=0.75tck

Trang 24

Trang 25

ĐỀ 10: Thiết kế hệ dẫn động băng tải hộp giảm tốc khai triển bánh răng trụ răng thẳng

2 cấp theo các thông tin sau:

Lực kéo (lực vòng) trên xích tải: Ft =3000N

Vận tốc dài xích tải: V=1,25(m/s)

Số răng đĩa xích tải dẫn: Z=19

Bước xích tải: p=80mm

Yêu cầu:

6336:1996; các hệ số:

Hβ

K =1.3

cho ứng suất tiếp xúc:K =1.0Hα

v F

1

2 Trôc I

Trang 26

Trang 27

- Căn lề: Trái: 30mm; Phải: 20mm; Trên: 20mm; Dưới: 20mm

- Front chữ: Times New Roman

- Cỡ chữ 13

- Các hình thức khác theo các Tab sau:

Trang 28

PHẦN 3 CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG GIÁO TRÌNH CHI TIẾT MÁY

CÁC ĐƠN VỊ CƠ BẢN, CÁC ĐƠN VỊ PHỤ CHUYỂN ĐỔI MỘT SỐ ĐƠN VỊ QUY ƯỚC HỆ TỌA ĐỘ

1 Các ký hiệu dùng trong giáo trình Chi tiết máy

vít

ổ)

các chốt ở khớp nối, đường kính đỉnh then hoa

Trang 29

STT Ký

ứng suất tiếp xúc

ăn khớp tính cho ứng suất tiếp xúc

ứng suất uốn

ăn khớp tính cho ứng suất uốn

Trang 30

STT Ký

lượng bu lông, đinh tán

chia

khớp của bộ truyền bánh răng

Trang 31

STT Ký

2 Các đơn vị cơ bản

3 Chuyển đổi một số đơn vị

4 Quy ước hệ trục tọa độ

Theo quy tắc bàn tay trái

y

z x

Trang 32

PHẦN 4 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Chương 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1 Chọn động cơ điện

Để chọn được động cơ phải căn cứ vào yêu cầu làm việc, sơ đồ động của hệ

dẫn động, đặc tính tải trọng và điều kiện làm việc, quá tải

Nội dung thực hiện gồm các bước sau:

- Chọn kiểu, loại động cơ;

- Chọn công suất động cơ;

- Chọn tốc độ đồng bộ động cơ;

- Chọn động cơ thực tế;

- Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho đông cơ

- Phân phối tỉ số truyền

- Tính các thông số động lực học trên trục

1.1.1 Chọn kiểu, loại động cơ

a Đông cơ điện môt chiều:

Loại này sử dụng dòng điện 1 chiều lên có công suất nhỏ mặt khác cần

có bộ biến đổi từ dòng xoay chiều sang 1 chiều do đó dẫn tới làm tăng chi phí do đó

với hệ dẫn động ít dùng

b Đông cơ điện xoay chiều:

Gổm hai loại: Đông cơ ba pha đồng bộ và động cơ ba pha không đồng bộ Động cơ ba

pha không đồng bộ lại chia ra kiểu rôto dây cuốn và kiểu rôto lồng sóc

Với hệ dẫn động cơ khí (hệ dẫn động băng tải, xích tải, vít tải dùng với các hộp giảm

tốc) nên sử dụng loại động cơ điện xoay chiều ba pha rôto lồng sóc

1.1.2 Chọn công suất của động cơ

Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ nhằm đảm bảo cho nhiệt độ

của động cơ khi làm việc không lớn hơn trị số cho phép

Để chọn được công suất động cơ trước hết ta phải tính được công suất trên trục công

v- Vận tốc vòng của băng tải, xích tải, tang cuốn, thùng trộn (m/s)

Công suất cần thiết của động cơ:

Trang 33

- Hiệu suất chung của các bộ truyền và các cặp ổ tính từ trục công tác đến động cơ và

được tính theo biểu thức sau:

η =Πη =η η η η  (1-3)

i

η - Được tra theo bảng 1-2

Bảng 1-2: Tra hiệu suất của các bộ truyền

Công suất định mức của động cơ:

dm

1.1.3 Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ

Số vòng quay đồng bộ là tốc độ từ trường quay do có hiện tượng trượt khoảng 3% lên

số vòng quay thực tế luôn nhỏ hơn số vòng quay đồng bộ:

Trang 34

v n

D



 (v/p) (1-4) v- Vận tốc vòng băng tải (m/s)

D- Đường kính tang dẫn (mm)

+ Với hệ dẫn động xích tải

3

60.10 p

ct

v n

z

 (v/p) (1-5) v- Vận tốc vòng xích tải (m/s)

Đối chiếu u với bảng 1-3 hoặc 1-4 thỏa mãn là được sb

Bảng 1-3: Tỉ số truyền nên dùng các truyền động (Theo thiết kế hệ dẫn động cơ khí

T1)

Trang 35

Bảng 1-4: Tỉ số truyền nên dùng và giới hạn các truyền động (Theo thiết kế đồ án

CTM-ĐH KTCNTN)

Nếu u lớn hơn tỉ số truyền nên dùng trong bảng thì chọn lại sb n = 970 v/p Nếu db u sb

nhỏ hơn tỉ số truyền nên dùng trong bảng thì chọn lại n = 2910 v/pdb

Tính lại u = sb dc

ct

n n

1.1.4 Chọn động cơ thực tế

Căn cứ vào P và số vòng quay đồng bộ ta chọn động cơ cụ thể, thông số động cơ dc

được tra trong bảng sau:

Trang 36

Bảng 1-5: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện K

Trang 37

Bảng 1-6: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện DK

Trang 38

Bảng 1-7: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện 4A

Trang 39

Bảng 1-8: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện 4A(tiếp)

Trang 40

Bảng 1-9: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện 4A(tiếp)

Định dạng
Số trang	187
Dung lượng	15,34 MB