Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động cơ khí
ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Đồ án môn học chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Mục lục Lời nói đầu Phần I: Tính toán động học………………………………………………………3 1.1. Chọn động cơ………………………………………………………… 3 1.2. Phân phối tỷ số truyền……………………………………………….…3 1.3. Tính các thông số …………………………………………………… 4 Bảng số liệu ……………………………………………………………….…5 Phần II. Tính toán thiết kế chi tiết máy……………………………………….…5 I.Tính bộ truyền đai…………………………………………………… ….5 1.1 Chọn loại đai…………………………………………………… 5 1.2 Xác định thông số bộ truyền…………………………………… 5 1.3 Xác định số đai z………………………………………………….6 1.4 Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục…… … 7 1.5 Các thông số hình học và kích thước bộ truyền đai………………7 II. Tính bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc……………………………7 2.1 Chọn vật liệu………………………………………………… ……7 2.2 Ứng suất cho phép…………………………………………… … 8 2.3 Truyền động bánh răng trụ…………………………………… …10 2.3.1Cấp nhanh……………………………………………… 10 -16 2.3.2 Cấp chậm………………………………………………… 16-22 2.4 Tính trục……………………………………………………… … 22 2.4.1 Thiết kế trục……………………………………………… ….22 a. Chọn vật liệu……………………………………………… 22 b. Xác định đường kính sơ bộ trục…………………………… 22 c. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực 23 d.Xác định trị số và chiều dài các trục tác dụng lên trục………24 e. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục……………25 f. tính các moomen tương đương tại các tiết diện trục……… 28 g. kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi……………………………29 2.5 Chọn ổ lăn……………………………………………………….… 31 ***Tài liệu tham khảo: 1.Tính toán hệ dẫn động cơ khí tập 1+2 của 2 thầy Trịnh Chất & Lê Văn Uyển. 2.Hình họa vẽ kỹ thuât của thầy Trương Minh trí ĐHSPKT TP.HCM SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH 3.Dung sai- kỹ thuật đo của thầy Trần Quốc Hùng ĐHSPKT TP.HCM 4.sách sức bền vật liệu khoa XD& CHƯD.Trường ĐHSPKT TP.HCM Lời nói đầu: Đồ án nguyên lí chi tiết máy là môn học mang tính khoa học sâu sắc. Qua môn học sinh viên được trang bị khá nhiều kỹ năng,đơn cử như kỹ năng tính toán,kỹ năng giải quyết vấn đề khó nảy sinh trong quá trình thực hiện đồ án. Đồ án nguyên lý máy là cơ hội để sinh viên có thể tổng hợp lại nhưng kiến thức cơ sở nền đã được học trong 2 năm vừa qua,rèn luyện tính độc lập và phát huy tính sang tạo cao trong học tâp. Qua sự hướng dẫn đầy nhiệt tình của thầy VĂN HỮU THỊNH .Em đã tiến hành thực hiện đồ án . Trong quá trình thực hiện có gi sai xót mong quí Thầy thứ lỗi và sữa cho Em để khi thực hiện các đồ án kế tiếp cũng như quá trình lĩnh hội các kiến thức mới khỏi mắc phải sai lầm và khuyết điểm. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Trường ĐHSPKT TP HCM ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Khoa XD&CHUD THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Bộ môn: Thiết kế công nghiệp ( Đề số : 01—Phương án :10) A. ĐẦU ĐỀ: 1. Sơ đồ động: 1.Các số liệu ban đầu: a. Lực vòng trên xích tải (2F) : 4800 (N) b. Vận tốc xích tải (V) : 1,4 (m/s) c. Số răng đĩa xích (Z) : 9 (răng) d. Bước xích (P) : 110 (mm) e. Số năm làm việc (a) : 5 (năm) 2. Đặc điểm của tải trọng: Tải trọng va đập nhẹ, quay một chiều 3Ghi chú : SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Năm làm việc (y)300 ngày, ngày làm việc(d) 2 ca, 1 ca(8) h. Sai số cho phép về tỉ số truyền ∆i=2÷3%. B.KHỐI LƯỢNG CỤ THỂ: 1. Một bản thuyết minh về tính toán 2. Một bản vẻ lắp hộp giảm tốc( khổ A0) SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH B/PHẦN THUYẾT MINH PHẦN I . TÍNH ĐỘNG HỌC I.1/ Chọn động cơ. 1.1.1/ Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ. Công suất trên trục công tác: Pt= 2 . 1000 F V = 4800.1,4 1000 =6,72 ( kw) 2 F=4800(N)- lực vòng trên xich tải V= 1,4(m/s)-Vận tốc xích tải Công suất yêu cầu trên trục động cơ: P ct =P t /η ht . Trong đó: η là hiệu suất truyền động. β :Hệ số thay đổi tải trọng Hiệu suất truyền động: η ht = η đ. .η m ổ .η k br . η nt . m: số cặp ổ lăn (m=4) k: số cặp bánh răng (k=2); tra bảng 2.3 TTTKHĐCK ta có hiệu suất của bộ truyền xích để hở: η đ .=0,96 hiệu suất của các cặp ổ lăn: η ổ .=0,98 hiệu suất của các bộ truyền bánh răng trụ : η br =0,99 hiệu suất nối trục . η nt=1 vậy hiệu suất của toàn bộ hệ thống là η=0,96.0,98 4 .0,99 2 .1=0,886 Do đó: P ct =P t /η ht =6,72/0,886=7,58(Kw). chọn công suất định mức của động cơ: p đc> P ct vậy ta chọn p đc =11 (Kw). Ứng với công suất của động cơ ta chọn db n =1500(vòng/ phút) Tra bảng P1.3 ta chọn động cơ 4A132M4Y3 : Trong đó: p đc =11 (Kw). dc n =1458(vòng/ phút) osc ϕ = 0.87 . µ%=87.5 SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH I.2. Phân phối tỷ số truyền. 1.2. 1 Xác định tốc độ vòng quay đồng bộ của trục động cơ: Số vòng quay trên trục công tác: V= . . 60.1000 Z p n (v/p) 4 4 6.10 . 6.10 .1,4 85 . 9.110 V n Z p ⇒ = = = (v/p) Trong đó: V=1,4(m/s) Z=9 (răng) P=110(mm) Tỷ số truyền chung:u c =n đc /n t =1458/85=17,15 Mà U=U đ .U h Chọn u đ =2,5 ⇒ u h =17,15/2,5=6,86. Ta có: u h =u n .u c . Trong đó: u n là tỷ số truyền cấp nhanh, u c là tỷ số truyền cấp chậm. Để đảm bảo hộp giảm tốc được bôi trơn bằng phương pháp thăm dầu thì U n =(1.2÷1.3) U c. Chọn U n =1.2 U c. ⇒ 1.2U c .U c =U hgt =6,86 ⇒ U n =2,39 ; U 1 =1,2.2,39=2,87 Kiểm tra : d d . . t n c u u u u u− = 17,15-2,5.2,39.2,87=0.00175 ∈ (0.01 → 0.09) thõa mãn I.3. Tính các thông số. I.3.1.Số vòng quay: n đc =1458(vòng/phút) ⇒ n 1 =n đc /u đ =1458/2,5=583,2 (v/p) ⇒ n 2 =n 1 /u n =583,2/2,87=203,2(v/p) ⇒ n 3 =n 2 /u c =203,2/2,39=85 (v/p). P lv =6,72 kW ; 3 P = lv ol nt P η η = 6.72 0.99*1 =6,79 kw 2 P = 3 ol br P η η = 6,79 0.99*0.98 =7 kw 1 P = 2 ol br P η η = 7 0.99*0.98 =7,22 kw ct P =7,58 kw I.3.2. Mômen của động cơ, các trục 1 , 2, 3 và của trục công tác. SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH T đc = 9,55. 10 6 . 6 7,58 9,55.10 . 1458 dc dc P n = = 49650N.mm. T 1 = 6 6 1 1 7,22 .9,55.10 . .9,55.10 . 118229 583,2 P n = = N.mm. T 2 = 6 6 2 2 P 7 9,55. 10 . 9,55.10 . 328986 n 203,2 = = N.mm. T 3 = 9,55. 10 6 . 6 3 3 P 6,79 9,55.10 . 762876 n 85 = = N.mm. Từ những kết quả tính toán trên ta có bảng sau: PHẦN II. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I. TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI 1.1Chọn loại đai và tiết diện đai -Theo hình 4.1 ta chọn loại đai thường tiết diện đai ƃ 1.2 Xác định thông số của bộ truyền - Đường kính bánh đai nhỏ được chọn theo bảng 4.13 theo tiết diện đai là 1 d =160 (mm) -Vận tốc đai : v=л 1 d 1 n /60000 (m/s) = 3,14.160.1458/60000=12,2 (m/s) nhỏ hơn vận tốc cho phép axm V =25(m/s). -Theo công thức 4.2 : 2 d =u 1 d (1-ε) -Trong đó : u-tỉ số truyền ε –hệ số trượt (0,01-0,02) chọn ε =0,02 2 d =2,5.160 (1-0,02)=392 (mm) -Theo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn của 2 d =400 (mm) SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 Trục Th.số T.S truyền Động cơ I II III U d =2,5 U n =2,87 U c = 2,39 P(kW) 7,58 7,22 7 6,79 n (vg/ph) 1458 583 203 85 T(N.mm) 49650 118229 328986 762876 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH -Như vậy theo tỉ số truyền thực tế t u = 2 d /( 1 d (1- ε))=400/{160(1-0,02)}=2,55 -Kiểm tra tỉ số truyền ∆ u=( t u -u)/u={(2,55-2,5)/2,5}.100%=2%<4% -Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a=1,2 2 d =480 (mm) -Theo công thức 4.4 chiều dài đai: l= 2a+0,5. л( 1 d + 2 d )+( 2 d - 1 d ) 2 /(4a) =2.480+0,5.3,14(160+480)+(480-160) 2 /(4.480) = 2018 (mm) -Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn là: l=2000 (mm) - Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 s , theo 4.15 i=v/l= 12,2/2=6,1/s<10/s. -Tính khoảng cách a theo chiều dài tiêu chuẩn l=2000mm: Theo (4. 6) , a= ( λ + 2 2 8 λ + ∆ )/4, -Với λ =2000-0,5.3,14(160+400)=1120,8 ∆ =( 2 d - 1 d )/2=(400-160)/2=120 a= (1120,8+ 2 2 1120,8 8.120+ )/4=573 (mm) -Theo (4.7) góc ôm : 1 α =180-57( 2 d - 1 d )/a=180-57(400-160)/573=156 o > min α =120 o . 1.3 Xác định số đai z: Theo công thức (4.16) z= 1 P d K /([ 0 P ] C α 1 C u C z C ) - theo bảng (4.7). d K =1,25 - với 1 α =156 o , C α =1-0,0025(180- 1 α ) (xem trang 61) - C α =1-0,0025(180-156)=0,94 - với l/ 0 l =2000/2240=0,89 ( 0 l tra bảng 4.19) - C 1 =0,95 tra bảng 4.16 - theo bảng 4.17 , u=2,5, u C =1,135 - theo bảng 4.19, [ 0 P ]=2,71kw(v=12,2m/s, 1 d =160mm) - 1 P / [ 0 P ]=7,58/2,71=2,8 do đó z C =0,95 tra bảng 4.18 - Do đó z=7,58.1,25/(2,71.0,94.0,95.1,135.0,9)=3,63 lấy z=4 đai SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ-CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH - chiều rộng bánh đai , theo công thức 4.17 và bảng 4.21 B=(z-1)t+2e=3.19+2.12,5=82 mm -Đường kính ngoài của bánh đai a d =d+2 0 h =160+2.4,2=168,4 (mm) 1.4 Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên trục -Theo 4.19 0 F =780. 1 P . d K /(v. C α .z)+ v F Trong đó : v F = m q . 2 v -định kỳ điều chỉnh lực căng Với m q =0,178 kg/m –tra bảng 4.22 v F =0,178. 2 12,2 =26,5 (N) Do đó 0 F =780.7,58.1,25/(12,2.0,94.4)+26,5 =188 (N) -theo 4.21 lực tác dụng lên trục là: r F =2. 0 F .z sin( 1 α /2) =2. 188.4.sin(156/2)=1471 (N) 1.5 Các thông số hình học và kích thước bộ truyền đai Đường kính bánh đai nhỏ 1 d =160 (mm) Đường kính bánh đai lớn 2 d =400 (mm) Đường kính ngoài của bánh đai a d = 168,4( mm) Góc ôm 1 α =156 o Khoảng cách trục a = 573( mm) Chiều rộng bánh đai B = 82( mm) Chiều dài đai l = 2000 (mm) Số đai z = 4 Lực tác dụng lên trục r F =1471 (N) SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 [...]... l31=200 mm d.Xác định trị số và chi u các lực tác dụng lên trục Quy ước : chọn chi u quay của động cơ tư ngoài nhìn vào theo chi u kim đồng hồ Trục 1 : quay cùng chi u kim đồng hồ Trục 2 : quay ngược chi u kim đồng hồ Trục 3 : quay cùng chi u kim đồng hồ Ta có sơ đồ đặt lực như hình vẽ: SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Chọn hệ tọa độ như trên hình vẽ Theo... phụ thuộc sơ đồ động , chi u dài may ơ của các chi tiết quay, chi u rộng ổ và khe hở cần thiết và các yếu tố khác - Chi u dài bánh may ơ đai lm12=(1,2- 1,3) d = (1,2-1,3).160=(192-240) Chọn lm12=200 mm - Chi u dài bánh may ơ răng 1 lên trục 1 lm13=(1,2- 1,3) d 1= (42-52,5) Chọn lm13=50 mm - Chi u dài bánh may ơ răng 2 lên trục 2 lm22=(1,2- 1,3) d 2= (54-67,5) Chọn lm22=60 mm - Chi u dài bánh may ơ răng... Flx30=Ft4-Flx31-Flx33=2907,6 (N) Biểu đồ nội lực trục 3 SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH f Tính các moomen uốn tổng và moomen tương đương tại các tiết diện trên chi u dài trục 2 M j = M xi + M yi 2 (Nmm) M tdj = M 2 + 0, 75.T 2 j (Nmm) dj = 3 M tdj 0,1[ σ ] (mm) SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Chọn σ =63... 1, 747 KH hệ số tải trọng khi tính toán tiếp xúc SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH K H = K Hβ K Hα K Hv Với K H β = 1,15 là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng (tra bảng 6.7) K Hα =1,13 -hệ số xét đến sự phân bố không dều tải trọng do các đôi răng cùng ăn khớp tra bảng (6.14) K Hv - hệ số kể đến tải trọng động tác dụng... trên chi u rộng vành răng (tra bảng 6.7) K Hα =1,13(với bánh răng trụ) -hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng do các đôi răng cùng ăn khớp.với bánh răng nghiêng thì tra bảng (6.14) với vận tốc vòng v, tính theo công thức: SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH v=πdw1n1/60000 (m/s) v=3,14.72,5.583/60000=2,214m/s K Hv - hệ số kể đến tải trọng động tác... 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Chọn lm23=65 mm - Chi u dài bánh may ơ răng 4 lên trục 3 lm23=(1,2- 1,3) d 3= (72-90) Chọn lm32=75 mm Theo bảng 10.3 trang 189: K1=10 mm K2=10 mm K3=10 mm Chi u cao lắp ổ và đầu bulong hn=15 mm Khoảng cách lki trên trục thứ k từ gối đỡ 0 đến chi tiết quay thứ I như sau: l12=-lc12.(lm12 + b01) +k3+hn = 0,5(200+21)+10+15=135,5 mm Từ sơ đồ tính... SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH σ F3 = σF4 2.T3 K F Yε Yβ YF 3 bw d w 2 m σ F YF = 3 4 ≤ [σ F3 ] YF3 ≤ [σ F3 ] trong đó Yε = 1 1 = = 0,572 (hệ số kể đén sự trùng khớp, với εα là hệ số ε α 1, 747 trùng khớp ngang) β0 9,56 Yβ = 1 − 180 = 1− 140 = 0,947 (hệ số kể đến độ nghiêng của răng) YF3 , YF4 - hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 phụ thuộc vào số răng... hình học và kích thước bộ truyền cấp chậm : - Khoảng cách trục: aw2 =180[mm] - Mô đun pháp: m34 = 2,5 4 4 SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH - chi u rộng vành răng: - Tỉ số truyền : - Góc nghiêng của răng: - Số răng các bánh răng: - Hệ số dịch chỉnh: bw =72[mm] um34 = 2,38 β = 9,560 z3 = 42 ; z4 = 100 x1 = 0 ; x2 = 0 Theo bảng 6.11: - Đường kính vòng chia... -Đường kính vòng cơ sở: db3=d3cosα=106,48.cos200=100,06 mm db4=d4cosα=253,52.cos200=232,36mm -Góc profil gôc: α= 200; -Góc profil răng: αt= 20,30 -Góc ăn khớp: αtw= 22,30 -Hệ số dịch chỉnh xt1=xt2=0 Như vậy ta có bảng thông số chính của bộ truyền: Các thông số cơ bản của Ký hiệu Bộ truyền cấp nhanh bộ truyền bánh răng Bánh chủ Bánh bị động động Modul m 2,5 2,5 Số răng z 28 80 ψ ba Hệ số chi u rộng vành...ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH II.TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC 1 Chọn vật liệu: Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, thuận tiện trong việc gia công chế tạo , ở đây ta chọn vật liệu làm các bánh răng như nhau Với HB1 ≥ HB 2 + (10 ÷ 15) Cụ thể chọn vật liệu là thép 45 tôi cải thiện Bánh nhỏ : HB=241…285 có . ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Đồ án môn học chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: LÊ CÔNG THÀNH MSSV: 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY. 06103120 ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ -CHI TIẾT MÁY GVHD: VĂN HỮU THỊNH Trường ĐHSPKT TP HCM ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Khoa XD&CHUD THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Bộ môn: Thiết kế công. những kết quả tính toán trên ta có bảng sau: PHẦN II. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I. TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI 1.1Chọn loại đai và tiết diện đai -Theo hình 4.1 ta chọn loại đai thường tiết