Đồ án cơ sở thiết kế máy Hutech (Phương án IB)

Nội dung bài thuyết minh của em là thiết kế hệ thống dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc 1 cấp và bộ truyền đai. Hệ được dẫn động bằng một động cơ điện thông qua bộ truyền đai, hộp giảm tốc và khớp nối truyền động đến băng tải. Em chân thành cảm ơn các thầy cô, đặc biệt là thầy Dương Đăng Danh cùng các bạn trong khoa đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, và góp ý để em có thể hoàn thành đồ án môn học này. Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, tổng hợp với một lượng lớn kiến thức, và hiểu biết còn hạn chế nên thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được thêm nhiều sự góp ý và giúp đỡ từ thầy cô và các bạn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA CƠ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Ngành đào tạo: Kỹ Thuật Cơ Khí

Giảng viên hướng dẫn: DƯƠNG ĐĂNG DANH

5 Tang và băng tải

II – Các số liệu ban đầu:

đáng kể, mỗi năm làm việc 300 ngày

III Nhiệm vụ:

1 Lập sơ đồ động để thiết kế, tính toán

2 Một bản thuyết minh để tính toán

3 Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ giấy A0

4 Nộp File điện tử (thuyết minh word và bản vẽ AutoCAD 2007) qua Email cho

GVHD trước ngày bảo vệ (Điều kiện bắt buộc để có điểm quá trình)

5

v

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 4

1.1 Chọn động cơ 4

1.2 Phân phối tỷ số truyền 5

1.3 Bảng đặc tính 6

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 7

2.1 Hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ nghiêng 7

2.2 Bộ truyền ngoài bánh răng trụ thằng 14

2.3 Thiết kế trục và then 19

2.3.1 Thông số trên các trục 19

2.3.2 Chọn vật liệu và ứng suất cho phép 19

2.3.3 Thiết kế trục 20

2.3.4 Phân tích lực 22

2.3.5 Phản lực trên các trục 25

2.3.6 Kiểm nghiệm độ bền mỏi 30

PHẦN III: PHẦN Ổ LĂN VÀ CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP 32

3.1 Chọn ổ lăn 32

3.2 Tính toán chọn cỡ ổ lăn 33

3.3 Tính toán cụ thể các ổ lăn trên trục 33

3.6 Chọn dung sai lắp ghép 37

PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

 ᶯ𝑟ă𝑛𝑔 ℎở=0,93 là hiệu suất bánh răng trụ hở

 ᶯổ 𝑙ă𝑛 =0.99 là hiệu suất ổ lăn

1.1.2 Tính công suất cần thiết:

1.1.3 Xác định động cơ số vòng quay của động cơ:

Số vòng quay trên trục công tác:

𝑛𝑐𝑡=v.60000π.D =0,74.60000π.200 =70,66 vg/ph

Chọn sơ bộ tỷ số truyền hệ thống:

𝑢𝑠𝑏=𝑢ℎ 𝑢𝑛=4.4=16

1.2 Phân phối tỷ số truyền:

Tỷ số truyền chung của hệ truyền dẫn động:

𝑢𝑐ℎ = 𝑛đ𝑐

𝑛𝑐𝑡= 960

70,66=13,58

Tra bảng 3.1 tài liệu [1] ta chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc 1 cấp khai triển:

Tỷ số truyền của bánh răng hở trụ thẳng:

1.3.2 Tính toán số vòng quay trên trục:

PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

2.1 BỘ GIẢM TỐC 1 CẤP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG:

Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = 5 năm

Quay 1 chiều va đập nhẹ, 300 ngày/năm , 2 ca/ngày, 8 giờ/ca

Do bộ truyền có tải trọng trung bình và không có yêu cầu gì đặc biệt Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn thép C45 tôi cải thiện:

2.1.1 Tính toán cặp bánh răng trụ răng nghiêng:

Số chu kỳ làm việc cơ sở:

𝑇)3 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )3 16

25+16] 960.24000 =1,02 109 Chu kỳ

𝑁𝐻𝐸2=60.c.∑( 𝑇𝑖

𝑇𝑚𝑎𝑥) 𝑛𝑖𝑡𝑖 =60.1.[(𝑇

𝑇)3 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )3 16

25+16] 240.24000 =2,5.108 Chu kỳ

𝑇𝑚𝑎𝑥) 𝑛𝑖𝑡𝑖 =60.1.[(𝑇

𝑇)6 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )6 16

25+16] 960.24000 =9,06.108 Chu kỳ

𝑇𝑚𝑎𝑥) 𝑛𝑖𝑡𝑖 =60.1.[(𝑇𝑇)6 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )6 16

25+16] 240.24000 =2,2.108 Chu kỳ

Vì 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻01; 𝑁𝐻𝐸2 > 𝑁𝐻02; 𝑁𝐹𝐸1 > 𝑁𝐹01; 𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹02

Nên ta có hệ số tuổi thọ:

2.1.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc:

2.1.5 Ứng suất tiếp cho phép:

=43(4+1) √52445,41.1,03

0,315.504,54 2 4 3

=118,81mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn 𝑎𝑤=120mm

2.1.8 Xác định các thông số ăn khớp:

Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn mô đun răng:

𝑍𝐻=√2𝑐𝑜𝑠𝛽𝑏

𝑠𝑖𝑛2𝑎𝑡𝑤=1,72

Hệ số trùng khớp ngang:

𝜀𝛼=⌈1,88 − 3,2(𝑍1

1+ 1

𝑍2)⌉ 𝑐𝑜𝑠𝛽 =1,62

Trong đó: 𝐾𝐻 = 𝐾𝑣 𝐾𝛼 𝐾𝛽 = 1,14(𝐾𝛼 = 1,11 𝑡𝑟𝑎 𝑏ả𝑛𝑔)

Theo công thức tài liệu ta có :

⌈𝛿𝐻⌉ = ⌈𝛿𝐻⌉ Zv 𝑍𝑅, 𝐾𝑥𝐻=478,93MPa

Vậy thỏa điều kiện tiếp xúc

2.1.10 Kiểm nghiệm độ bền uốn:

Ứng suất tại chân răng theo công thức ta có:

2.1.11 Bảng thông số và kích thước bộ truyền:

2.2 BỘ TRUYỀN NGOÀI BÁNH RĂNG TRỤ THẰNG:

Thông số kỹ thuật: Thời gian phục vụ L = 5 năm

Quay 1 chiều va đập nhẹ, 300 ngày/năm , 2 ca/ngày, 8 giờ/ca

Do bộ truyền có tải trọng trung bình và không có yêu cầu gì đặc biệt Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn thép C45 tôi cải thiện:

- Bánh dẫn : HB1 = 250 HB - Bánh bị dẫn : HB2 = 235 HB

2.2.1 Tính toán cặp bánh răng trụ răng thẳng:

Số chu kỳ làm việc cơ sở:

𝑇)3 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )3 16

25+16] 240.24000 =2,5.108 Chu kỳ

𝑇𝑚𝑎𝑥)n.t =60.1.[(𝑇

𝑇)3 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )3 16

25+16] 70,69.24000 =7,5.107 Chu kỳ

𝑁𝐹𝐸1=60.c.∑( 𝑇𝑖

𝑇𝑚𝑎𝑥)n.t =60.1.[(𝑇

𝑇)6 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )6 16

25+16] 240.24000 =2,2.108 Chu kỳ

𝑇𝑚𝑎𝑥)n.t =60.1.[(𝑇

𝑇)6 25

16+25+ (0,7.𝑇

𝑇 )6 16

25+16] 70,69.24000 =6,6.107 Chu kỳ

Vì 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻01; 𝑁𝐻𝐸2 > 𝑁𝐻02; 𝑁𝐹𝐸1 > 𝑁𝐹01; 𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹02

Nên ta có hệ số tuổi thọ:

2.2.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc :

𝑧1 =4,13 Bánh bị dẫn: 𝑌𝐹1 = 3,47+ 13,2𝑧

2.2.8 Kiểm nghiệm độ bền uốn:

Ứng suất uốn tại chân răng theo công thức ta có:

2.2.9 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc :

Theo công thức tài liệu ta có :

⌈𝛿𝐻⌉ = ⌈𝛿𝐻⌉ Zv 𝑍𝑅, 𝐾𝑥𝐻=478,93MPa

Vậy thỏa điều kiện tiếp xúc

2.2.10 Bảng thông số và kích thước bộ truyền:

2.3 THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

2.3.1 Thông số trên các trục :Moment xoắn trên các trục

2.3.2 Chọn vật liệu và ứng suất cho phép:

Chon thép 45 có các ứng suất theo bảng 7.1:

Chọn: [τ]=20MPa đối với trục vào và ra,[τ]=15MPa đối với trục không gian

Thiết kế sợ bộ của trục theo moment xoắn:Theo công thức (7.2) ta có

d≥ √3 0,2.[𝜏]𝑇

Suy ra: d1≥23,58,d2≥36,93

Theo tiêu chuẩn ta chọn: d1=25,d2=36

Tra bảng 10.2 tài liệu [2] ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ổ lăn theo theo tiêu chuẩn:

Quy ước kí hiệu:

tốc đến gối đỡ

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

hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

2.3.4 Phân Tích lực:

2.3.5 Phản lực trên các trục: Trục I

Suy ra: Rcy=235N

Suy ra: RBy=586N

Phản lực trục II:

Momen xoắn tại tiết diện nguy hiểm:

2.3.6 Kiểm nghiệm về độ bền mỏi

 

2 2

j aj

oj

m j mj

1 1 oj

Theo bảng 10.11/198 sach trinh chất Ta có:

Kx=1,06 Ky=1,6 Tra bảng 10.11/198 sách trinh chất ta có;

Kiểm nghiệm về độ bền then *Độ bền dập

1

2

[ [ t.( )]

T

dl h t 



2

t

T

dl b 

PHẦN III :Ổ LĂN VÀ CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP

Theo khả năng tải động

Nhằm đề phòng khả năng tróc rỗ bề mặt khi làm việc, nên ta cần phải tính toán khả năng tải động trước khi chọn cỡ ổ lăn

Tải trọng động tính theo công thức:

L: là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

L=Lh 60 n.10-6 với Lh =36000(giờ)

m=2

bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn

+, Xét tải trọng động qui ước :

X, Y hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

3.3 Tính toán cụ thể cho các ổ lăn trên các trục :

F

x y

v F    



3.4 Chọn thân máy và các chi tiết phụ

Chọn thân máy vật liệu chọn làm vỏ là gang xám GX15-32

Phương pháp chế tạo là đúc

Hộp giảm tốc bao gồm ; thành hộp,gân ,mặt bích gối đỡ

Bề mặt lắp ghép giữa lắp và thân được cạo sạch hoặc mài để lắp khít.khi lắp có 1 lớp sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt

Chọn bề mắt lắp và thân ;song song với bề mặt đế

Mặt đáy về phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 2° và ngay tại chỗ tháo dầu lõm

xuống

Chiều dày ;thân hộp,𝛿

;chiều dầy e

Chiều cao h

Độ dốc

e=(0.8÷1) 𝛿 h<58

Chiều dày bích thân hộp

Chiều dài bích lắp hộp

Bề rộng bích và thân

S3=(1.4÷1.8) d3 S4=(0.9÷1) S3 K3=K2-(3÷ 5)

16

16

30 Kích thước gối trục

Đường kính nhoài và tâm lỗ vít D3,D2

D2=D+(1.6x2)d4 D21=52+(1.6x2) D22=72+(1.6x2)8 D23=100+(1.6x2)8

88

115

M27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

3.5.3 Nút tháo dầu

Sau 1 thời gian làm việc dầu bôi trơn trong hộp bị bẩn hoặc biến mất do đó phải thay dầu mới.để lấy dầu cũ ra ở đáy hộp có lỗ tháo dầu khi làm việc lỗ này được bịt kín bằng nút tháo dầu

B1(mm)

C(mm)

K(mm)

R(mm)

Kiểm tra mức dầu

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như hình vẽ

Chốt định vị

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục Lỗ trụ lắp ở thân hộp & trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ các chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ

_Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở /vì vậy khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6,còn khi lắp ổ lăn vào vỏ thì ta chọn H7

Dung sai khi lắp ghép bánh răng trên trục

_Bánh răng lắp trên trục chịu tải vừa ,tải trọng thay đổi , va đập nhẹ ,ta chọn kiểu lắp H7/k6

Dung sai khi lắp vòng chắn dầu trên trục ta chọn kiểu ghép trung gian D11/k6

thước

Kiểu lắp

ES (𝜇𝑚)

EI (𝜇𝑚)

es (𝜇𝑚)

ei (𝜇𝑚)

Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn