đồ án chi tiết máy khoa cơ khí đại học bách khoa

đồ án 1 đồ án khoa cơ khí đại học bách khoa tp HCM hướng dẫn đồ án 1 khoa cơ khí đại học bách khoa tp HCM đồ án khoa cơ khí là trong những môn quan trọng, tuyên quyết để có thể làm đồ án chuyên ngành và kế đến là làm luận văn tốt nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA

- -Bộ môn CSTKM Khoa: Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Tuấn Tú MSSV 1713845

Ngày nộp : 2-7-2020

Tên đề tài : Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

Sơ đồ động hệ thống xích tảiThông số ban đầu:

 Lực vòng của xích tải: 9000 N

 Vận tốc vòng xích tải: 0,5 m/s

 Bước xích của xích tải: 50,8 mm

 Số răng đĩa xích của xích tải: 10

 Thời gian phục vụ: 7 năm

Giáo Viên hướng dẫn : GS.TS Nguyễn Thanh Nam

Chữ ký:

Mục lục

LỜI CÁM ƠN……….3

1 PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN – CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN……….4

1.1 Tính công suất cần thiết: 4

1.2 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ: 4

1.3 Chọn động cơ: 5

1.4 Phân phối tỉ số truyền: 5

2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 7

2.1 Chọn loại xích phụ thuộc vào công suất truyền, vận tốc và điều kiện làm việc 7

2.2 Chọn số răng đĩa xích: 7

2.3 Xác định bước xích: 7

2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 7

2.5 Xác định thông số đĩa xích 8

2.6 Xác định lực tác dụng lên trục 8

2.7 Bảng thông số của bộ truyền xích: 8

3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG) 10

3.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng, phương pháp nhiệt luyện, cơ tính vật liệu (theo bảng 6.2[1]) 10

3.2 Xác định ứng suất tiếp xúc [σH ] và ứng suất uốn cho phép [σF]10 3.3 Chọn hệ số chiều rộng vành răng: 10

3.4 Tính khoảng cách trục: 10

3.5 Chọn mô đun mn theo khoảng cách trục aw. 10

3.6 Xác định số răng Z1 và Z2: 11

3.7 Tính lại tỷ số truyền: 11

3.8 Xác định kích thước bộ truyền bánh răng 11

3.9 Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác của bộ truyền theo bảng. 12

3.10 Xác định lực tác dụng lên bộ truyền: 12

3.11 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 12

3.12 Kiểm nghiệm ứng suất uốn 13

3.13 Bảng thông số bánh răng: 13

4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC – THIẾT KẾ THEN 14

4.1 Chọn vật liệu, xác định đường kính trục sơ bộ: 14

4.2 Xác định lực tác dụng lên các trục từ các chi tiết máy lắp trên nó: 14 4.3 Xác định khoảng cách các đoạn trục: 18

4.4 Tính toán đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm: 20

4.5 Thiết kế then 20

4.6 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn 21

5 TÍNH CHỌN Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC VÀ NỐI TRỤC VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY PHỤ 23 5.1 Chọn loại ổ lăn theo tải trọng và kết cấu 23

5.2 Xác định phản lực Fr tác dụng lên ổ 23

5.3 Chọn sơ bộ ổ lăn, chọn hệ số e (theo bảng 11.4 Tài liệu [1] nếu có lực dọc trục Fa) 23

5.4 So sánh Fa /(VFr) với e, chọn hệ số X và Y 24

5.5 Xác định tuổi thọ L 24

5.6 Tính tải trọng quy ước tác dụng lên ổ Q 24

5.7 Tính khả năng tải động tính toán Ctt 24

5.8 Kiểm tra điều kiện Ctt < C 24

5.9 Xác định lại tuổi thọ và kiểm tra khả năng tải tĩnh: 25

5.12 Tính chọn khớp nối trục 26

5.13 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 27

5.14 Các chi tiết phụ: 28

5.15 Dung sai lắp ghép 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….32

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Nam đã tận tình hướng dẫn,cảm ơn các thầy cô và bạn bè trong khoa Cơ khí đã giúp đỡ em trong quátrình thực hiện.

Sinh viên thực hiệnNguyễn Văn Tuấn Tú

1 Phân tích phương án – Chọn động cơ điện – Phân phối tỉ số truyền

Hệ thống truyền động xích tải gồm: 1) Động cơ điện; 2) bộ truyền xích; 3) Hộp giảm tốc bánh răng nghiêng; 4) Nối trục vòng đàn hồi; 5) Bộ phận công tác

1.1 Tính công suất cần thiết:

- Công suất trên xích tải:



1.2 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:

- Số vòng quay của trục công tác:

Ký hiệu Công suất

Pdm(kw)

Vận tốcquay

0,99.0,95,1

71645,37

716

III III

III

II II

II

I I

I

P T

n P T

n P T

238,67

59,674

2 Tính toán thiết kế bộ truyền xích

Thông số đàu vào:

công suất P1I = 5,1, kW, số vòng quay n=239, vg/ph và tỷ số truyền u=.4

2.1 Chọn loại xích phụ thuộc vào công suất truyền, vận tốc và điều kiện làm việcLựa chọn xích ống – con lăn

- Lấy số mắt xích chẵn, tính lại khoảng cách trục, giảm a một khoảng Δaa

 

2 d

Vậy bộ truyền xích đảm bảo đủ bền

- Kiểm nghiệm số lần va đập của xích trong một giây

679,3sin

2.7 Bảng thông số của bộ truyền xích:

Đường kính vòng chia đĩa xích lớn 679,3 mm

…

3 Tính toán, thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc (bộ truyền bánh răng nghiêng)

Thông số cho trước:

Nhiệt luyện : Tôi cải thiện

Kích thước S , mm, không lớn hơn 60

Độ rắn HB = 200

Giới hạn bền  b 700MPa

Giới hạn chảy ch 400MPa

3.2 Xác định ứng suất tiếp xúc [σ H ] và ứng suất uốn cho phép [σ F ]

lim lim

H a

- Chọn khoảng cách trục theo tiêu chuẩn: a =160

3.5 Chọn mô đun m n theo khoảng cách trục a w.

Chọn m  n 3

- Kiểm tra sai số Δau =0,15

Đường kính chia

1 1

2 2

z / cos 3.26 / 0,975 80/ cos 3.78 / 0,975 240

3.12 Kiểm nghiệm ứng suất uốn

4 Tính toán thiết kế trục – Thiết kế then

4.1 Chọn vật liệu, xác định đường kính trục sơ bộ:

- Chọn vật liệu trục theo bảng 10.1-tài liệu [1]

Vật liệu hay dùng trong thiết kế, chế tạo trục ở các hộp giảm tốc thường là thép 45 thường hoá Mục 10.1 về cơ tính của một số vật liệu, ta được: b = 600(MPa) ; []

Trục 1:

Trục 2:

Trục 3:

* Trục 1:

1 1

2 2

4.4 Tính toán đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm:

- Xác định các tiết diện nguy hiểm

Tiết diện nguy hiểm tại bánh răng 1 và bánh răng 2 và tại ổ lăn gần đĩa xích ởtrục 2

- Tính toán đường kính tại các tiết diện nguy hiểm

45 14 9 5,5 0,25 0,4

Ta kiểm nghiệm tất cả các tiết diện đã có đường kính đã được xác định bằng tính toán phía trên.Hai tiết diện lắp ổ trên cùng một trục có đường kính như nhau nên ta chỉ kiểm tra tiết diện ổ chịu tải trọng lớn trong hai ổ

Hệ số an toàn cho phép [s]=1,5…2,5

Giới hạn mỏi của vật liệu khi thử nghiệm với mẫu thử:

Tra bảng 10.7 ta có hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ

: biên độ và giá trị trung bình của ứng suất

Do trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng:

Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động khi trục quay một chiều :

: hệ số kích thước (bảng 10.3 tài liệu {2}): hệ số tăng bề bề mặt

 Chọn lắp ghép : Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh đai, nối trục, bánh răng theo k6 kết hợp với lắp then

Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của sự tập trung ứng suất đến độ bền mỏi (bảng10.8 tài liệu {2}:

Kσ = 1,76

Kτ = 1,54

Để đề phòng trục bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc bị gãy khi bị quá tải đột ngột,

ta cần phải kiểm nghiệm trục theo điều kiện bền tĩnh

Công thức thực nghiệm có dạng:

Kết quả cho tấy cả 3 trục đều thỏa điều kiện bền mỏi và bền tĩnh

5 Tính chọn ổ lăn trong hộp giảm tốc và nối trục và các chi tiết máy phụ

Thông số cho trước:

- Số vòng quay của ổ lăn: trục 1 là 716 ; trục 2 là 239

- Đường kính vòng trong d : truc 1 là 20 mm ; truc 2 là 40 mm

5.1 Chọn loại ổ lăn theo tải trọng và kết cấu

5.8 Kiểm tra điều kiện Ctt < C

Trục 1: thỏa điều kiện

Trục 2: thỏa điều kiện

Trục 3: thỏa điều kiện

5.9 Xác định lại tuổi thọ và kiểm tra khả năng tải tĩnh:

- Xác định lại tuổi thọ

Trục 1:

3 6

p

D n k k k n

p

D n k k k n

D

D n k k k n

kích thước cơ bản của vòng đàn hồi :

l

Với :

5.13 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc

- Chọn loại vỏ hộp giảm tốc, vật liệu

- Xác định các thông số chính của vỏ hộp giảm tốc theo kết cấu:

Chiều dày: Thân hộp δ

Nắp hộp δ1

 = 0,03.a+3 = 0,03.160+ 3=7,8 mm (Chọn =8 mm)

1 = 0,9  = 0,9 8 = 7,2 mm (chọn Gân tăng cứng: Chiều dày e

Chiều cao h

Độ dốc

e =(0,8  1) = 6,4  8 Chọn e = 7 mm

h < 58Khoảng 2o.Đường kính:

d2 = (0,7 0,8).d1 =12.6 14,4 Chọn d2 =14 mm (M14)

d3 = (0,8 0,9).d2 =11,2 12,6  Chọn d3 =12 mm (M12)

d4 = (0,6 0,7).d2 =8,4 9.8  Chọn d4 = 10 mm (M10)

d5 = (0,5 0,6).d2 =7 8.4  Chọn d5 = 8 mm (M8)Mặt bích ghép nắp và thân:

Chiều dày bích thân nộp S3

Chiều dày khi không có phần

S1 = (1,3  1,5) d1  S1 =25 mm

lồi S1

Bề rộng mặt đế hộp K1 và q

K1  3.d1  3.18 =54 mm

q  K1 + 2 = 54 + 2.8 = 70 mm;

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành

thước như sau:

A B C D E G H I K L M N O P Q R S

- Nút tháo dầu

Sau một thời gian làm việc , dầu bôi trơn trong hộp bị bẩn hoặc biến chất, do

đó cần thay dầu mới Nút tháo dầu dùng để xả dầu cũ ra bên ngoài Tra theo Bảng 18-7

- Que thăm dầu

Sau một thời gian làm việc , dầu bôi trơn trong hộp bị bẩn hoặc biến chất, do

đó cần thay dầu mới Nút tháo dầu dùng để xả dầu cũ ra bên ngoài Tra theo Bảng 18-7

- Vòng móc:

công, khi lắp ghép, ) trên nắp và thân thường lắp thêm vòng mốc

- Dung sai lắp ghép bánh răng

Chịu tải va đạp nhẹ, vì thế ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6

Mối lắp hạn trên ( ) hạn dưới ( ) ( ) ( )

- 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 ta chọn H7

- Dung sai lắp ghép then lên trục

Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trên trục là P9 và kiểu lắp trên bạc là D10

Chiều sâurãnh then

giới hạntrên trục t1

Sai lệchgiới hạntrên bạc t2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trịnh Chất và Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí (Tập

1,2), NXB Giáo Dục, 20….

2 Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy (tập 1&2), NXB Giáo Dục, 20….

3 Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 20….

4 Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập Chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 20….

…