Đồ án: Thiết kế trạm dẫn động cơ khí

Nhằm giúp các bạn chuyên ngành Cơ khí chế tạo máy có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu, mời các bạn cùng tham khảo nội dung đồ án Thiết kế trạm dẫn động cơ khí dưới đây. Nội dung tài liệu hướng dẫn cách chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền, tính toán bộ truyền, tính toán trục, chọn khớp nối,...

TR ƯỜ NG Đ I H C CÔNG NGH  THÀNH PH  H  CHÍ Ạ Ọ Ệ Ố Ồ  

MINH KHOA C  – ĐI N – ĐI N T Ơ Ệ Ệ Ử

 O

L I NÓI Đ UỜ Ầ

Hi n nay khoa h c kĩ thu t đang phát tri n r t nhanh, mang l i nh ng l iệ ọ ậ ể ấ ạ ữ ợ  ích cho con ngườ ề ấ ải v  t t c  nh ng lĩnh v c tinh th n và v t ch t. Đ  nâng caoữ ự ầ ậ ấ ể  

đ i s ng nhân dân, đ  hòa nh p vào s  phát tri n chung c a các nờ ố ể ậ ự ể ủ ước trong khu 

v c cũng nh  trên toàn th  gi i. Đ ng và nhà nự ư ế ớ ả ước ta đã đ  ra nh ng m c tiêuề ữ ụ  trong nh ng năm t i là đ t nữ ớ ấ ước công nghi p hóa hi n đ i hóa.ệ ệ ạ

Mu n th c hi n đố ự ệ ược đi u đó m t trong nh ng ngành c n quan tâm phátề ộ ữ ầ  tri n nh t đó là c  khí ch  t o máy vì nó đóng vai trò quan tr ng trong vi c s nể ấ ơ ế ạ ọ ệ ả  

xu t ra các thi t b  công c  cho m i ngành kinh t  qu c dân. Đ  th c hi n vi cấ ế ị ụ ọ ế ố ể ự ệ ệ  phát tri n ngành c  khí c n đ y m nh đào t o đ i ngũ cán b  kĩ thu t có trìnhể ơ ầ ẩ ạ ạ ộ ộ ậ  

đ  chuyên môn cao, đ ng th i ph i đáp  ng độ ồ ờ ả ứ ược các yêu c u c a công nghầ ủ ệ tiên ti n. công ngh  t  đ ng hóa theo dây chuy n trong s n xu t.ế ệ ự ộ ề ả ấ

Nh m th c hi n đằ ự ệ ược m c tiêu đó, sinh viên chúng em luôn c  g ng ph nụ ố ắ ấ  

đ u trong h c t p và rèn luy n, trau d i nh ng ki n th c đã đấ ọ ậ ệ ồ ữ ế ứ ược d y trongạ  

trường đ  sau khi ra trể ường có th  đóng góp m t ph n trí tu  và s c l c c aể ộ ầ ệ ứ ự ủ  mình vào công cu c đ i m i c a đ t nộ ổ ớ ủ ấ ước trong th  k  m i.ế ỉ ớ

CHƯƠNG 1: CH N Đ NG C  VÀ PHÂN PH I T  S  TRUY NỌ Ộ Ơ Ố Ỉ Ố Ề

1. S  đ  đ ng:ơ ồ ộ

54

3

21

Pct: công su t b  ph n công tác (kW)ấ ộ ậ

Ft: l c kéo băng t iự ảv: v n t c băng t iậ ố ả2.2. Tính công su t đ nh m c và ch n đ ng c :ấ ị ứ ọ ộ ơ

Ta có:

V i:ớ

Pdc: công su t c n thi t c a đ ng cấ ầ ế ủ ộ ơ

ch: hi u su t chung h  th ng truy n đ ngệ ấ ệ ố ề ộ

Ta có: 

Ch n:ọ

ct = 0,95: hi u su t b  truy n đaiệ ấ ộ ề

br = 0,96: hi u su t b  truy n bánh răng cônệ ấ ộ ề

ol = 0,99: hi u su t 1 c p   lănệ ấ ặ ổ

3. Phân ph i t  s  truy n:ố ỉ ố ề

3.1. Tính t  s  truy n chung:ỉ ố ề

Ta có: 

V i : ớ ndc = 1450 (vg/ph): s  vòng quay c a đ ng cố ủ ộ ơ

nct = s  vòng quay c a tr c công tácố ủ ụTrong đó: 

=> 

M t khácặ

V i:ớ ubr = 3: t  s  truy n c a b  truy n bánh răng cônỉ ố ề ủ ộ ề

uđ: t  s  truy n b  truy n đaiỉ ố ề ộ ề

Pct = 10,1925 (kW)Công su t trên tr c đ ng c :ấ ụ ộ ơ

Pdc = 11,635 (kW)Công su t trên tr c b  d n:ấ ụ ị ẫCông su t trên tr c d n:ấ ụ ẫ

* Moment xo n trên các tr c:ắ ụ

V i Tớ ct, T2, T1, Tdc l n lầ ượt là moment xo n trên các tr c công tác,ắ ụ  

1.4. Gi  s  ta ch n h  s  trả ử ọ ệ ố ượ ươt t ng đ iố :   = 0,01ξ

Do đó đi u ki n đề ệ ược th a mãn ỏ

V i:ớ

v: v n t c đai (m/s)ậ ốL: chi u dài đai (m)ề1.8. Tính toán l i kho ng cách tr c a:ạ ả ụ

trong đó:

=>

Giá tr  a v n th a mãn trong kho ng cho phép.ị ẫ ỏ ả

1.12. S  dây đai đố ược xác đ nh theo công th c:ị ứ

Ch n z = 4 đai.ọ1.13. L c căng đai ban đ u:ự ầ

Trong đó:

A1: di n tích m t c t ngang c a m t s i dây đaiệ ặ ắ ủ ộ ợ

L c căng m i dây đai:ự ỗ

L c vòng có ích:ự

L c vòng trên m i dây đai là 212,8 Nự ỗ1.14. Tù công th c:ứ

T  đây suy ra:ừ

H  s  ma sát nh  nh t đ  b  truy n không b  trệ ố ỏ ấ ể ộ ề ị ượ ơt tr n (gi  ả

s  góc biên d ng bánh đai )ử ạ1.15. L c tác d ng lên tr c:ự ụ ụ

1.16.  ng su t l n nh t trong dây đai:Ứ ấ ớ ấ

V i:ớ        

v i bớ 0 = 17 mm, e = 19 mm, f = 12,5 mm

B  d n 2ị ẫ C45 750 450 2202.2. Xác đ nh s  chu kì làm vi c tị ố ệ ương đương NHE và h  s  tu i th  ệ ố ổ ọ

KL

* Đ i v i bánh d n:ố ớ ẫ     Khi b  truy n làm vi c v i t i tr ng thay đ i không đáng kộ ề ệ ớ ả ọ ổ ể

Trong đó 

sH = 1,1: h  s  an toànệ ố,: gi i h n m i bánh d n và b  d nớ ạ ỏ ẫ ị ẫ

H  s  an toàn đ i v i  ng su t u n sệ ố ố ớ ứ ấ ố F = 1,75

H  s  xét đ n  nh hệ ố ế ả ưởng khi làm vi c m t chi u Kệ ộ ề FC = 1

S  chu kì làm vi c tố ệ ương đương bánh d n:ẫ

Vì 

S  chu kì làm vi c tố ệ ương đương bánh b  d n:ị ẫ

Vì Thay vào công th c xác đ nh [σứ ị F] ta có:

2.5. T  s  truy n:ỉ ố ề

2.6. Đường kính vòng chia ngoài bánh d n:ẫ

Ch n Ψọ be = 0,285

Ch n s  b  h  s  t i tr ng Kọ ơ ộ ệ ố ả ọ H = KHβ = 1,3 (d a vào b ng ự ả6.4/CSTKM)

       2.7. S  răng:ố

Theo b ng 6.19/CSTKM ta ch n zả ọ 1p = 22 răng và do

 HB1 và HB2 < 350HB

=> s  răng bánh d n zố ẫ 1 = 1,6.z1p = 1,6.22 = 35 răng

      s  răng bánh b  d n zố ị ẫ 2 = z1.u = 35.3 = 105 răng2.8. Mô đun vòng chia ngoài:

Theo tiêu chu n ch n mẩ ọ e = 5

Do đó de1 = me.z1 = 5.35 = 175 mm2.9. Đường kính vòng chia ngoài bánh b  d n:ị ẫ

de2 = me.z2 = 5.105 = 525 mm2.10.Chi u dài côn ngoài:ề

       2.11. Chi u r ng vành răng:ề ộ

b = Ψbe.Re = 0,285.276,7 = 78,86 mm2.12. Góc m t côn chia:ặ

2.13.Đường kính vòng chia trung bình:

        2.14. V n t c vòng:ậ ố

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN TR CỤ

1. Tr c 1:ụ

1.1. Ch n v t li u:ọ ậ ệ

Thông s  đ u vào Pố ầ 1 = 10,94 kW, T1 = 377555 Nmm, 

n1 = 276,72 vg/ph. Tr c đ u vào c a h p gi m t c ta ch n thép C45 cóụ ầ ủ ộ ả ố ọ

 σb = 750 MPa, σch = 450 MPa, τch = 324 MPa, σ­1 = 383 MPa, τ­1 = 226 MPa

Ch n s  b   ng su t xo n cho phép là [ ] = 25 MPa,  ng su t u nọ ơ ộ ứ ấ ắ τ ứ ấ ố  cho phép là [ ] = 67 MPa.σ

T  (1), (2) suy ra Fừ By =4859,76 N, FCy = ­4992,21 N 

90 110 100

503070,7 My

Chi u dài then l ≤ 1,5.d = 1,5.42 = 63 mmềTheo tiêu chu n ta ch n l = 63 mmẩ ọ

1.7.Ki m tra đ  b n then:ể ộ ề

Ki m tra đ  b n d p [σể ộ ề ậ d] = 150 MPa

 : chi u dài làm vi cề ệ

t2 = 0,4.h = 0,4.8 = 3,2 mm : đ  sâu rãnh then trên may ộ ơT1 = 377555 Nmm

Theo b ng trang 139 (CSTKM) ta ch n:Ψả ọ σ = 0,1, Ψτ  = 0,05Các h  s  an toàn t i A, D:ệ ố ạ

y

z x

Ch n then cho tr c t i v  trí C l p bánh răng dọ ụ ạ ị ắ c = 63 mm và tra ph  ụ

l c 13.1 (BTCSTKM) ta ch n then b ng đ u tròn có chi u r ng b = 18 ụ ọ ằ ầ ề ộ

mm, chi u cao h = 11 mm, chi u sâu rãnh then trên tr c tề ề ụ 1 = 7 mm, chi u ềsâu rãnh then trên may  tơ 2 = 4,4 mm. V t li u then ch n thép C45.ậ ệ ọ

Chi u dài :ề

Ch n l = 90 mm.ọ2.7. Ki m tra đ  b n then:ể ộ ề

Ki m tra đ  b n d p [σể ộ ề ậ d] = 150 MPa

 : chi u dài làm vi cề ệ : chi u sâu then trên mayề ơ

=> H  s  an toàn:ệ ố

Theo ph  l c 11.5 (SBTCSTKM) ta ch n n i tr c đàn h i có thụ ụ ọ ố ụ ồ ể truy n moment xo n T = 1000000 Nmm khi đề ắ ường kính tr c d = 50 mm.ụ  

N i tr c này có s  ch t z = 6, đố ụ ố ố ường kính ch t dố c  = 18 mm, chi u dàiề  

lc = 42 mm, n i tr c đàn h i có chi u dài lố ụ ồ ề 0 = 36 mm. Đường kính qua tâm 

ch t Dố 0 = 140 mm, khe h  c = 5 mm, lở 1 = 25mm, l2 = 45 mm, đai  c M12.ố

Chi u dài kh p n i L = (3ề ớ ố 4).d = 3.50 = 150 mm

2. Ki m nghi m đ  b n kh p n i:ể ệ ộ ề ớ ố

2.1. Ki m nghi m đ  b n u n theo công th c:ể ệ ộ ề ố ứ

2.Ki m tra đ  b n d p gi a ch t và vòng cao su:ể ộ ề ậ ữ ố

Do đó đi u ki n b n u n và b n d p đề ệ ề ố ề ậ ược th a mãn.ỏ

3.1.1. H  s  t i tr ng d c tr c:ệ ố ả ọ ọ ụ

e = 1,5.tg  = 1,5. tg140 = 0,3743.1.2. T i tr ng hả ọ ướng tâm tác d ng lên tr c B,C:ụ ụ

3.1.3. Thành ph n l c d c tr c gây ra do l c hầ ự ọ ụ ự ướng tâm gây nên:

SB = 0,83.e.FrB = 0,83.0,374.7290,9 = 2263,2 N

SC = 0,83.e.FrC = 0,83.0,374.11923,6 = 3701,3 NTheo b ng 11.12 (CSTKM)ả

Vì SB < SC và Fa1 = 679,99 N <SC – SB= 3701,3 – 2263,2 =1438,1Nnên t i tr ng d c tr c tính toán đ i v i   bên ph i Fả ọ ọ ụ ố ớ ổ ả aC = SC 3701,3 N

Đ i v i   bên trái Fố ớ ổ aB =SC – Fa1 = 3701,3 – 679,99 = 3021,31 N

Ta ch n   theo   bên ph i vì t i tr ng tác d ng l n h n.ọ ổ ổ ả ả ọ ụ ớ ơ3.1.4. H  s  Kệ ố σ = 1 do t i tr ng tĩnh, Kả ọ t = 1 do vòng trong quay3.1.5. Vì t  s :ỉ ố

3.1.8. Kh  năng t i đ ng tính toán:ả ả ộ

3.1.9. Theo ph  l c 9.4 (SBTCSTKM) ta ch n   c  trung kí hi u ụ ụ ọ ổ ỡ ệ

7310 có kh  năng t i đ ng C = 100000 N và s  vòng quay t i h n khi bôi ả ả ộ ố ớ ạ

tr n b ng m  là nơ ằ ỡ th = 4800 vg/ph

3.1.10.Tu i th  xác đ nh theo công th c:ổ ọ ị ứ

3.1.11. Tu i th  tính b ng gi :ổ ọ ằ ờ

L c hự ướng tâm tác d ng lên   B:ụ ổ

L c hự ướng tâm tác d ng lên   D:ụ ổ

T i tr ng d c tr c do bánh răng gây ra:ả ọ ọ ụ

Fa2 = 1700,1 N3.2.2. Theo b ng 11.3 (CSTKM), h  s  t i tr ng d c tr c:ả ệ ố ả ọ ọ ụ

 e = 1,5.tg  = 1,5.tg140 = 0,3743.2.3. Thành ph n l c d c tr c sinh ra do l c hầ ự ọ ụ ự ướng tâm gây nên:

SB = 0,83.e.FrB = 0,83.0,374.2446,44 = 759,4 N

SC = 0,83.e.FrD = 0,83.0,374.3825,2 = 1187,4 N

Vì SB < SD và Fa2 = 1700,1 N > SD – SB = 1187,4 – 759,4 = 428Nnên t i tr ng d c tr c tính toán đ i v i   bên trái: Fả ọ ọ ụ ố ớ ổ aB = SB = 759,4 N

Đ i v i   bên ph i: Fố ớ ổ ả aD = SB + Fa2 = 759,4 + 1700,1 = 2459,5 N

Ta ch n   theo   bên ph i vì có t i tr ng tác d ng l n h n.ọ ổ ổ ả ả ọ ụ ớ ơ3.2.4. Ch n K  = 1 do t i tr ng tĩnh, K  = 1, V = 1 do vòng trong ọ σ ả ọ τquay

3.2.5. Vì t  s :ỉ ố

Do đó theo b ng 11.3 (CSTKM) ta tra đả ược:

X = 0,4 và Y = 0,4.cotg  = 0,4.cotg 140 = 1,63.2.6. T i tr ng đ ng quy ả ọ ộ ước tính theo công th c:ứ

Qr = (X.V.Fr + Y.Fa).Kσ.Kτ = (0,4.1.3825,2 + 1,6.2459,5).1.1      =5465,28 N

3.2.7. Tu i th  tính b ng tri u vòng:ổ ọ ằ ệ

3.2.8. Kh  năng t i đ ng tính toán:ả ả ộ

Ch n thi t k  v  h p gi m t c b ng phọ ế ế ỏ ộ ả ố ằ ương pháp đúc. 

V  h p gi m t c có nhi m v  đ m b o v  trí tỏ ộ ả ố ệ ụ ả ả ị ương đ i gi a các chi ti t ố ữ ế

và các b  ph n c a máy ti p nh n t i tr ng do các chi ti t l p trên v  truy n ộ ậ ủ ế ậ ả ọ ế ắ ỏ ề

đ , đ ng d u bôi tr n và b o v  các chi ti t tránh b i.ế ự ầ ơ ả ệ ế ụ

M t đáy h p gi m t c nghiêng v  phía l  tháo d u v i đ  d c t  1ặ ộ ả ố ề ỗ ầ ớ ộ ố ừ 0

K t c u h p gi m t c đúc v i các kích thế ấ ộ ả ố ớ ướ ơ ảc c  b n sau:

4.1. Chi u dày:ề

­ Thân h p:   = 0,03.a + 3 = 0,03.525 + 3 = 18,75 mmộ δ

V i a là kho ng cách tâm, ch n a = dớ ả ọ e2 = 525 mm

­ N p h p: δắ ộ 1 = 0,9  = 0,9.18,75 = 16,88 mmδ4.2. Gân tăng c ng:ứ

­ Chi u dày: e = 0,8  = 0,8. 18,75 = 15 mmề δ

­ Chi u cao: h < 60 mmề

­ Đ  d c kho ng 2ộ ố ả 0

­ Chi u dày bích thân h p:ề ộ

S3 = 1,5.d3 = 1,5.20 = 30 mm

­ Chi u dày bích n p h p: Sề ắ ộ 4 = S3 = 30 mm

B  r ng bích n p và thân: Kề ộ ắ 3 = K2 – 4 4.5. M t đ  h p:ặ ế ộ

­ Gi a bánh răng v i thành trong h p:ữ ớ ộ

hmax

M c d u th p nh t ng p (0,75ứ ầ ấ ấ ậ 2) b  r ng răng b (b=78,86) c aề ộ ủ  bánh 

Do đó h p gi m t c th a mãn đi u ki n bôi tr n.ộ ả ố ỏ ề ệ ơ

6. Các chi ti t ph :ế ụ

6.1. Ch t đ nh v :ố ị ị

Ch n ch t đ nh v  hình côn d = 8 mm, chi u dài l = 30mmọ ố ị ị ềTra b ng 18.4b (TTTKHDĐCK t p 2) ta có b ng s  li u sau:ả ậ ả ố ệ

Đường kính Vát mép Chi u dài ch t đ nh về ố ị ị

Ch n nút thông h i M27x2 v i các thông s : (ch n theo b ng 18.6 ọ ơ ớ ố ọ ảTTTKHDĐCK t p 2)ậ

A B C D E G H I K L M N O P Q R SM27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

6.4. Ch n bulong vòng:ọ

Ch n bulong vòng M8ọCác thông s  tra theo b ng 18.3a (TTTKHDĐCK t p 2)ố ả ậ

d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l f b c x r r1 r2M

8 36 20 8 20 13 18 6 5 18 2 10 1,2 2,5 4 4

6.5. Vòng ch n d u:ắ ầ

Vòng ch n d u có nhi m v  không cho d u bôi tr n b  truy n bánhắ ầ ệ ụ ầ ơ ộ ề  răng ti p xúc v i m  bôi tr n   đũa côn.ế ớ ỡ ơ ổ

Sau h n 10 tu n nghiên c u thi t k  H  d n đ ng c  khí : H p gi m t cơ ầ ứ ế ế ệ ẫ ộ ơ ộ ả ố  bánh răng côn m t c p, b ng vi c tham kh o nghiên c u các tài li u liên quanộ ấ ằ ệ ả ứ ệ  cùng s  hự ướng d n t n tình c a các th y cô và s  giúp đ  c a b n bè em đãẫ ậ ủ ầ ự ỡ ủ ạ  hoàn thành đ  án đúng th i h n quy đ nh.ồ ờ ạ ị

R t mong nh n đấ ậ ược s  đóng góp ý ki n xây d ng c a th y cô và cácự ế ự ủ ầ  

b n!!!ạ

Sinh viên th c hi nự ệ   Nguy n Mai Đ tễ ạ