1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực hiện: HỒ NGUYỄN CÔNG MINH MSSV: G0901548 Ngành đào tạo: KT ÔTÔ – MÁY ĐỘNG LỰC Ngƣời hƣớng dẫn: DƢƠNG ĐĂNG DANH Ký tên Ngày hoàn thành Ngày bảo vệ ĐỀ TÀI Đề số 9: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: 12 2 Hệ dẫn động xích tải gồm: 1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc trục vít – bánh rang; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Xích tải Số liệu thiết kế: Lực vòng trên xích tải, F(N) : Vận tốc xích tải, v(m/s) : Số răng đĩa xích tải dẫn, z (răng): Bƣớc xích tải, p (mm): Thời gian phục vụ, L (năm): Quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập mạnh. (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) Phƣơng án 12 F, N 19500 v, m/s 0,3 z, răng 9 p, mm 110 L, năm 8 t 1 , giây 15 t 2 , giây 37 T 1 T T 2 0,5T 3 Lời nói đầu ất nƣớc ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống con ngƣời. Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏ trong việc thay thế sức lao động của ngƣời nông nhân và công nhân một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho ngƣời học trong quá trình làm việc. Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nƣớc. Đồ án chi tiết máy nhằm củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Cơ Khí…và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là 1 bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản nhƣ bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều cần thiết với 1 kỹ sƣ. Em xin chân thành cảm ơn thầy Dƣơng Đăng Danh và các bạn trong lớp đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án. Với kiến thức còn hạn hẹp, do đó thiếu xót là điều không thể tránh khỏi, em mong nhận đƣợc ý kiến từ thầy cô và bạn bè để đồ án này đƣợc hoàn thiện hơn. Hồ Nguyễn Công Minh Đ 4 Nội dung Trang Phần 1 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 5 Phần 2 Thiết kế đai thang 8 Phần 3 Thiết kế các bộ truyền 11 Bộ truyền trục vít 11 Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 17 Phần 4 Thiết kế trục , chọn then , nối trục 22 Trục I 23 Chọn then 28 Trục II 30 Chọn then 35 Trục III 38 Chọn nối trục 40 Chọn then 44 Phần 5 Chọn ổ lăn 46 Trục I 46 Trục II 48 Trục III 51 Phần 6 Thiết kế vỏ hộp và chọn các chi tiết phụ 53 Bảng dung sai 58 Tài liệu tham khảo 59 5 PHẦN 1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG A/ TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN  Chọn hiệu suất của hệ thống: -Hiệu suất ổ lăn: η ol = 0,99 -Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng: η br = 0,96 -Hiệu suất bộ truyền trục vis: η tv = 0,8 -Hiệu suất bộ truyền đai thang: η đ = 0,96 -Hiệu suất khớp nối: η k = 0,99 -Hiệu suất truyền động: 44 d . . . . 0,99.0,96.0,8.0,96.0,99 0,7 k br tv ol           Tính công suất tính toán: -Công suất trên xích tải: . 19500.0,3 5,85 kW 1000 1000 lv Fv P    -Công suất tính toán: 22 12 1 2 2 2 12 1 .15 0,5 .37 . 5,85 3,99 kW 15 37 td lv TT tt TT PP tt                   -Công suất cần thiết trên trục động cơ: 3,99 5,69 kW 0,7 td ct P P     -Số vòng quay của trục công tác: 6 60000. 60000.0,3 18,18 vòng/phút . 9.110 lv v n zp    Chọn sơ bộ tỉ số truyền: -Tỉ số truyền hộp giảm tốc trục vis – bánh răng: u h = 40 -Tỉ số truyền bộ truyền đai: u d = 3,5 -Tỉ số truyền chung: u ch = u h .u d = 40.3,5 = 140 -Số vòng quay sơ bộ của động cơ: n sb = n lv .u ch = 18,18. 140 = 2545,2 vòng/phút Theo bảng P1.3 sách „TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ‟ của TRỊNH CHẤT – LÊ VĂN UYỂN, ta chọn động cơ sau: Động cơ Công suất (kW) Vận tốc quay (vòng/phút) cosυ η (%) max dn T T k dn T T 4A112M2Y3 7,5 2922 0,88 87,5 2,2 2 B/ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN -Chọn tỉ số truyền của hệ thống 2922 160,73 18,18    dc ch lv n u n Chọn u d = 3,5 → 160,73 45,92 3,5    ch h d u u u Chọn u tv =20 → 45,92 2,3 20    h br tv u u u  Tính toán công suất trên các trục -Trục 3: 3 5,85 5,97 kW . 0,99.0,99 lv ol k P P     -Trục 2: 3 2 5,97 6,28 kW . 0,99.0,96 ol br P P     -Trục 1: 2 1 6,28 7,93 kW . 0,99.0,8 ol tv P P     7 -Trục động cơ: 1 7,93 8,34 kW 0,96.0,99 dc d ol P P      Tính toán số vòng quay các trục: -Trục 1: 1 2922 834,86 vòng / phút 3,5    dc d n n u -Trục 2: 1 2 834,86 41,74vòng / ú 20    tv n n ph t u -Trục 3: 2 3 41,74 18,15 vòng / ú 2,3    br n n ph t u  Tính momen xoắn trên các trục: -Trục động cơ: 66 8,34 9,55.10 . 9,55.10 . 27257,70 N.mm 2922    dc dc dc P T n -Trục 1: 66 1 1 1 7,93 9,55.10 . 9,55.10 . 90711,62 N.mm 834,86    P T n -Trục 2: 66 2 2 2 6,28 9,55.10 . 9,55.10 . 1436847,15 N.mm 41,74    P T n -Trục 3: 66 3 3 3 5,97 9,55.10 . 9,55.10 . 3141239,67 N.mm 18,15    P T n -Trục công tác: 66 5,85 9,55.10 9,55.10 3078099,17 N.mm 18,15    lv lv lv P T n BẢNG ĐẶC TÍNH Động cơ Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục công tác Công suất P (kW) 8,34 7,93 6,28 5,97 5,85 Tỉ số truyền u 3,5 20 2,3 1 Số vòng quay n (vòng/phút) 2922 834,86 41,74 18,15 18,15 Momen xoắn T (N.mm) 27257,70 90711,62 1436847,15 3141239,67 3078099,17 8 PHẦN 2 THIẾT KẾ ĐAI THANG  Thông số kĩ thuật: P 1 = 8,34 kW n 1 = 2922 vòng/phút u = 3,5 1/ Chọn thông số dây đai Theo hình 4.22, ta chọn đai loại A, có thông số: Dạng đai Kí hiệu b p , mm b 0 , mm h, mm y 0, mm A, mm 2 Chiều dài đai, (mm) T 1 , N.mm D 1 , mm Đai thang A 11 13 8 2,8 81 560 ÷ 4000 11 ÷ 70 100 ÷ 200 2/ Chọn đường kính bánh đai d 1 , d 2 theo tiêu chuẩn Đƣờng kinh bánh đai nhỏ d 1 = 1,2.d min = 1,2.100 = 120 mm. Theo tiêu chuẩn ta chọn d 1 = 140 mm -Vận tốc đai: 11 .d .n 3,14.140.2922 v 21,41 m/s 60000 60000     < 25 m/s Giả sử ta chọn hệ số trƣợt tƣơng đối 0,01 Đƣờng kính bánh lớn: 21 d ud (1 ) 3,5.140.(1 0,01) 485,1 mm     -Theo tiêu chuẩn, chọn d 2 = 500 mm -Ta tiến hành tính lại tỉ số truyền thực tế     2 t 1 d 500 u 3,61 d 1 140 1 0,01      9 Sai số: t (u u) 3,61 3,5 u .100% .100% 3,1 % u 3,5       < 4%, nên sai số chấp nhận đƣợc. 3/ Chọn sơ bộ khoảng cách trục -Khoảng cách trục nhỏ nhất: 0,55(d 1 +d 2 ) + h = 0,55.(140+500) + 8 = 360 mm -Khoảng cách trục lớn nhất: 2(d 1 + d 2 ) = 2(140 + 500) = 1280 mm Điều kiện: 360 a 1280 mm Chọn sơ bộ a = d 2 = 500 4/ Tính chiều dài đai L Chiều dài tính toán của đai: 2 2 1 2 2 1 (d d ) (d d ) 3,14.(140 500) (500 140) L 2a 2.500 2070,11 mm 2 4a 2 4.500            Theo bảng 4.3, ta chọn L =2240 mm 5/ Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1s 11 v 21,41 i 9,56 s < 10 s L 2,24     6/ Tính lại a theo tiêu chuẩn Ta tiến hành tính lại khoảng cách trụca theo chiều dài L ta vừa chọn đƣợc: 22 k k 8 a 4     Trong đó     12 d d 3,14. 140 500 k L 2240 1234,69 22         21 dd 500 140 180 22       a 589,88 mm 10 Giá trị a vẫn nằm trong khoảng giá trị cho phép. 7/ Tính góc ôm đai α 1 0 21 1 57(d d ) 57(500 140) 180 180 145,21 a 589,88         8/ Tính số đai z -Hệ số xét đến ảnh hƣởng góc ôm đai:   1 /110 145,21/110 C 1,24 1 e 1,24(1 e ) 0,91         -Hệ số xét đến ảnh hƣởng vận tốc: 22 v C 1 0,05(0,01v 1) 1 0,05(0,01.21,41 1) 0,82       -Hệ số xét đến ảnh hƣởng tỉ số truyền u: C u = 1,14 vì u = 3,5 > 2,5 -Hệ số xét đến ảnh hƣởng số dây đai C z , ta chọn sơ bộ bằng 0,9 -Hệ số xét đến ảnh hƣởng chế đọ tải trọng: C r = 0,7 (làm việc 2 ca) -Hệ số xét đến ảnh hƣởng chiều dài đai: Theo đồ thị hình 4.21a, chọn [P 0 ] = 3,5 kW khi d = 140 mm và đai loại A -Số dây đai đƣợc xác định theo công thức   1 0 u L z r v P 8,34 z 4,23 P C C C C C C 3,5.0,91.1,14.1,05.0,9.0,7.0,82     Chọn z = 5 9/ Tính chiều rộng và đường kính ngoài bánh đai Thông số tra bảng 4.4 -Chiều rộng bánh đai B= (Z – 1)e +2f = (5-1)15+2.10 = 80 mm 6 6 L 0 L 2240 C 1,05 L 1700    [...]... trục bị dẫn động P2= 5,97kW Tỉ số truyền ubr = 2,3 Moment xoắn trên trục dẫn động T1 = 1436847,15 N.mm Moment xoắn trục bị dẫn động T2 = 3141239,67 Nmm Số vòng quay trục dẫn động n1= 41,74 vòng/phút Số vòng quay trục bị dẫn động n2= 18,15 vòng/phút Thời gian làm việc Lh = 8.300.16 = 38400 giờ Quay 1 chiều,làm việc 2 ca, tải va đập mạnh b/ Tính toán 1/ Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn Chọn... răng-chọn hệ số tải trọng động v d1n1 .190.41, 74  =0,42 m/s 60000 60000 Theo bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác 9 Hệ số tải trọng động theo bảng 6.5 chọn KHV = 1,06 KFV = 1,11 10/ Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc H   Z M Z H Z d w1 2T1K H K Hv (u  1) bw u 275.1, 76.0,86 2.1436847,15.1, 04.1, 06.(2,32  1)  415,5 MPa <  H  190 126.2,32 Trong đó: Hệ số xét đến cơ tính vật liệu ZM = 275 MPa1/2 Hệ. .. Trong đó KH = KV Kβ = 1,4 1,06 = 1,484 KV là hệ số tải trọng động, tra theo vS và cấp chính xác (bảng 7.6[1]) KV = 1,4 Kβ là hệ số tập trung tải trọng, Kβ = 1,06÷1,2, chọn Kβ = 1,06 Mođun m  2a W 2  245,85   9,8 z2  q 40  10 Chọn tiêu chuẩn m = 10 Tính lại aw theo m tiêu chuẩn 13 aW  m  z2  q 40  10  10   250 mm 2 2 Chọn tiêu chuẩn aW =250 mm Hệ số dịch chỉnh x trong khoảng ±0,7 để không... n2= 41,74 vòng/phút Thời gian làm việc Lh = 8.300.16 = 38400 giờ Quay 1 chiều,làm việc 2 ca, tải va đập mạnh b/ Tính toán 11 Khác với bộ truyền bánh răng,bộ truyền trục vít có dạng hỏng chủ yếu là dính răng và mòn răng và tính toán thiết kế cho bộ truyền trục vít kín và hở đều theo độ bền tiếp xúc nhƣng có hệ số hiệu chỉnh cho phù hợp thực tế Vật liệu cho bộ truyền phải có tính chống dính cao, trục... Mpa Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất tiếp (thay đổi theo chu kỳ mạch động dương) s  1 K  a     m    132  353, 53 1 0, 23 0 0, 7  0,88 Với 1  0, 22b  0, 22  600  132 MPa Không có rãnh then nên không có tập trung ứng suất Kτ =1 Hệ số kích thƣớc ετ = 0,7 tra bảng 10.3[1] với d = 100 mm Hệ số tăng bền bề mặt β = 0,88 hình 2.7[1] (trục đƣợc đánh bóng thô hay mài tinh) Hệ. .. σmax = 39,3 Mpa Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất tiếp (thay đổi theo chu kỳ mạch động dương) s  1 K  a     m    132  11, 43 1,5  8, 43 0 0, 73 1,5 Với 1  0, 22b  0, 22  600  132 MPa Do có tập trung ứng suất vì có rãnh then Kτ =1,5 Hệ số kích thƣớc ετ = 0,73 tra bảng 10.3[1] với d = 80 mm Hệ số tăng bền bề mặt β = 1,5 bảng 10.4[1] (trục đƣợc thấm cacbon) Hệ số xét đến... bôi trơn 2o KT là hệ số tỏa nhiệt có giá trị 12÷18 ( W/m C) A diện tích bề mặt thoát nhiệt A  20a W  20  0, 25 1,7 1,7  1,89 m2 o t1 là nhiệt độ dầu C o t0 là nhiệt độ môi trƣờng xung quanh C ψ là hệ số thoát nhiệt qua bệ máy,thông thƣờng bằng 0,3 Nhiệt độ làm việc vẫn nằm trong khoảng cho phép B BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 16 a/ Thông số kỹ thuật Công suất trên trục dẫn động P1 = 6,28kW...  Hệ số trùng khớp ngang   1,88  3, 2     cos  1,88  3, 2     1  1, 76  38 88     z1 z 2    Hệ số xét đến ảnh hƣởng của tổng chiều dài tiếp xúc: 4   4  1, 76   0,86 3 3 11/ Kiểm nghiệm theo độ bền uốn Z  20 Hệ số dạng răng YF1  3, 47  13, 2 13, 2  3, 47   3,82 z1 38 YF2  3, 47  13, 2 13, 2  3, 47   3, 62 z2 88 Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng Bánh dẫn. .. (tại C) Hệ số an toàn về mõi chỉ xét đến ứng suất pháp (thay đổi theo chu kỳ đối xứng) s  1 K  a     m   261, 6  33, 78 1 4, 77 0 0, 7  0,88 Với 1  0, 436b  0, 436  600  261, 6 MPa Không có rãnh then nên không có tập trung ứng suất Kσ =1 Hệ số kích thƣớc εσ = 0,7 tra bảng 10.3 với d = 100 mm Hệ số tăng bền bề mặt β = 0,88 hình 2.7[1] (trục đƣợc đánh bóng thô hay mài tinh) Hệ số... 10(40-2,4) = 376 mm aW = 0,5m(q+z2) = 0,5.10(10+40) = 250 mm daM2 ≤ da2+6m/(z1+2) = 435 mm b2 ≤ 0,75da1= 90 mm 6/ Kiểm nghiệm vận tốc trượt ,hệ số tải trọng và hiệu suất vS  m  n1 10  834,86 2 z1  q 2  22  102  4,37 m/s 19500 19500 Vẫn thỏa cấp chính xác đã chọn Hệ số tải trọng tính theo bảng 7.6[1]: KV =1,4 Hiệu suất tính theo công thức :  ; Kβ = 1,06 tan  tan11,31   0,83 tan(    ') tan(11,31 . DANH Ký tên Ngày hoàn thành Ngày bảo vệ ĐỀ TÀI Đề số 9: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: 12 2 Hệ dẫn động xích tải gồm: 1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền. rang; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Xích tải Số liệu thiết kế: Lực vòng trên xích tải, F(N) : Vận tốc xích tải, v(m/s) : Số răng đĩa xích tải dẫn, z (răng): Bƣớc xích tải, p (mm): Thời gian phục. việc. Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và