ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC MỤC LỤC Lời nói đầu 2 PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động cơ điện 4 1.2 Phân phối tỷ số truyền 5 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế bộ truyền Xích 6 2.2 Thiết kế bánh răng 9 2.3 Thiết kế trục 21 2.4 Tính toán chọn ổ 34 2.5 Thiết kế vỏ hộp 40 2.6Các chi tiết phụ 41 2.7 Bảng dung sai lắp ghép 43 Tài liệu tham khảo 45 SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 1 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC LỜI NÓI ĐẦU Trong cuộc sống chúng ta có thể bắt gặp những hệ thống truyền động ở khắp nơi và có thể nói nó đóng vai trò nhất đònh trong cuộc sống cũng như trong sản xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì có thể nói hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu. Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí nhằm củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như 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 rất cần thiết với một kỹ sư cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Lộc, cũng như các thầy cô và các bạn trong khoa cơ khí 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 được ý kiến từ thầy cô và bạn bè để đồ án này được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiẹân. Nguyễn Minh Trung SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 2 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC  Số liệu thiết kế: Công suất trên trục công tác:P=7 (KW) Sô vòng quay trên trục công tác:n=50 (vg/phút) Thời gian phục vụ: L = 7 năm tương đương 33600 giờ Chế độ làm việc: Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ. Chế độ tải: T 1 = T :T 2 = 0,8T t 1 = 48 :t 2 =12 ĐỘNG CƠ MÁY SÀN 1 2 3 Chú thích : 1. nối trục đàn hồi 2. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi 3. Bộ truyền xích ống con lăn T1 T2 Sơ đồ tải trọng Sơ đồ động hệ thống truyền động máy sàn SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 3 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN  Số liệu thiết kế: Công suất trên trục công tác: P ct = 7KW Số vòng quay trục công tác: n ct = 50 vg/ phút 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 2. Công suất cần thiết của động cơ: η Act dc KP P . = trong đó: P ct .K A =7*0,963= 6,7431KW là công suất tính toán của trục công tác với 963,0 1248 12.) 8,0 (48.)(.)( 222 = + + == ∑ ∑ T T T T ti ti T Ti K A và Hiệu suất chung của bộ truyền: 8406,0 42 == NTOLbrX ηηηηη Trong đó:hiệu suất bộtruyền xích 93,0= X η hiệu suất bộtruyền bánh răng 97,0= br η hiệu suất bộtruyền ồ lăn 99,0= OL η hiệu suất nối trục đàn hồi 99,0= OL η )(02,8 . KW KP P Act dc ==⇒ η 3. Với công suất cần thiết của động cơ P dc = 8,02 KW. 4. Tra bảng P1.3 tài liệu tham khảo [1] ta chọn công suất động cơ P =11KW với số vòng quay và phân bố tỷ số truyền chung của hệ thống như bảng sau: Loại động cơ Số vòng quay động cơ(vg/phút) Tỷ số truyền chung congtac dongco ch n n u = 4A132M2Y3 2907 58,14 4A132M4Y3 1458 29,16 4A160S6Y3 970 19,4 4A160M8Y3 730 14,6 SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 4 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Từ bảng số liệu trên và để thõa mãn số vòng quay các bộ truyền hợp lý ta chọn loại động cơ 4A160S6Y3 4. Với tỷ số truyền chung u ch = 19,4 , tra bảng 3.1 trang 43 tài liệu tham khảo[1] ta chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc và của các cấp bánh răng như sau: U hộp giảm tốc = 8 vơí u br1 = 3,08 U br2 = 2,6 Từ đó ta có tỷ số truyền của bộ truyền xích là : 425,2 8 4,19 === hopgiamtoc chung X u u u 5. Với các thông số vừa chọn, ta thiết lập bảng đặc tính kỹ thuật sau: Trục I(Động cơ) II III IV(Công tác) Thông số Công suất(KW) 8,02 7,7 7,39 6,743 Tỷ số truyền 3,08 2,6 2,425 Moment xoắn(Nmm) 78960 233259 582057 1287913 Số vòng quay(vg/phút) 970 315,25 121,25 50 SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 5 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH  Số liệu ban đầu: Công suất P =7,39 KW Số vòng quay bánh dẫn: n = 121,25 vg/phút Moment xoắn: T = 582057 Nmm Tỷ số truyền: u= 2,245 Điều kiện làm việc: quay một chiều, làm việc 2 ca ,tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giọt, trục đóa xích điều chỉnh được. I. TÍNH TOÁN: 1. Chọn loại xích ống con lăn một dãy. 2. Số răng đóa xích dẫn: Theo bảng 5.4 tài liệu [1] trang 80 ứng với tỷ số truyền u= 2,425 chọn Z 1 =25. ⇒ Z 2 =u.Z 1 = 2,425. 25 = 60,625 ⇒ Chọn Z 2 = 61 < Z max = 130. 3. Khi đó tỷ số truyền chính xác bộ tuyền xích : 44,2 25 61 1 2 === Z Z u 4. Ta có hệ số điều kiện sử dụng xích: K = K r . K a . K o . K dc . K b . K lv Với: K r =1,2 là hệ số tải trọng động ứng với tải va đập nhẹ. K a =1 là hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục với a =(30 ÷50 ) p c K 0 =1 là hệ số ảnh hưởng bố trí bộ truyền ứng với bộ truyền nằm ngang K dc =1 là hệ số ảnh hưởng khả năng điều chỉnh lực căng xích. K b =1 là hệ số điều kiện bôi trơn. K lv =1,12 hệ số làm việc ứng với làm việc 2 ca. ⇒ K = K r . K a . K o . K dc . K b . K lv =1,344. Ta có hệ số vòng quay .649,1 25,121 200 1 01 === n n K n SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 6 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC Với n 01 =200 tra từ bảng 5.4 tài liệu tham khảo[3]. Và hệ số răng đóa xích : .1 25 2525 1 === Z K z Và hệ số xét đến dãy xích ứng với xích một dãy: K x = 1 5. Từ đó ta có công suất tính toán: 378,16 1 39,7.1.649,1.344,1 === x zn t K PKKK P Theo bảng 5.4 tài liệu [3] ứng với công suất cho phép [P]> P t và số vòng quay thực nghiệm n 01 =200 ta có được bứơc xích p c =31,75mm. 6. Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích p c =31,75mm tra từ bảng 5.2 [3] ta có n tới hạn =630 > n bộ truyền =121,25 (vg/phút). Ta thấy bước xích vừa chọn trên thoã. 7. Tiếp tục ta kiểm mghiệm bước xích theo công thức sau : 3 11 ].[. . .600 x c KPonZ KP p ≥ Với [Po] =29MPa tra từ bảng 5.3 tài liệu [3] Thế vào biểu thức trên ta có mm KPonZ KP p x c 006,29 ].[. . .600 3 11 =≥ Bước xích đã chọn thoã mãn điều kiện trên. 8. Tính toán các thông số của bộ truyền xích vừa chọn : + Vận tốc trung bình của xích: )/(604,1 60000 1 sm Zpn v c == + Lực vòng có ích : )(4607 .1000 N v P F t == + Chọn khoảng cách trục sơ bộ từ a=40p c =1270mm từ a =(30÷50)p c + Số mắt xích : 82,123. 2 )12 2 212 2 =       − + + += a p ZZZZ p a X c c π Ta chọn X=124 mắt xích . + Chiều dài xích: L=X.p c =3937mm. Từ đó ta tính khoảng cách trục chính xác: mm ZZZZ X ZZ Xpa c 88,1272 2 12 8 2 21 2 21 25,0. 22 =               − −       + −+ + −= π SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 7 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC Và để bộ truyền xích làm việc bình thường ta giảm khoảng cách trục xuống một đoạn bằng (0,002÷0,004)a Do đó ta có khoảng cách trục tính toán là a=1269,06mm + Lực tác dụng lên trục: F r = K m . F t = 1,15.4607=5298(N) Với K m =1,12 hệ số trọng lượng xích ứng với bộ truyền xích nằm ngang. + Đường kính đóa xích : Bánh dẫn: mmpdd mm Zp d ca c 885,2747,0 66,252 . 11 1 1 =+= == π Bánh bò dẫn: mmpdd mm Zp d ca c 72,6387,0 49,616 . 22 2 2 =+= == π 9. Kiểm nghiệm số lần xích va đập trong 1 giây: 16][63,1 124.15 25,121.25 15 . 11 =<=== i X nZ i Với [i] =16 tra bảng 5.6 tài liệu[3] 10.Kiểm tra xích theo hệ số an toàn: FoFvF Q s ++ = 1 Với Q =88,5 (KN) tra bảng 5.2 tài liệu[1] F 1 =F t =4607 (N) Fv=q m .v 2 =9,777 (N) Với q m =3,8 (kg/m) tra bảng 5.2 tài liệu [1] Fo=K f .a .q m .g = 6 .1269,06 .3,8 .9,81 =283,85 Với K f =6 hệ số phụ thuộc độ võng của xích khi xích nằm ngang. ][06,18 1 s FoFvF Q s >= ++ =⇒ Với [s] =(7,8÷9,4) bảng 5.7 tài liệu [3]. SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 8 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC 2.2 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG ĐỘNG CƠ MÁY SÀN 1 2 3 Chú thích : 1. nối trục đàn hồi 2. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi 3. Bộ truyền xích ống con lăn T1 T2 Sơ đồ tải trọng Chế độ làm việc: Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ. Chế độ tải: T 1 = T :T 2 = 0,8T t 1 = 48 :t 2 =12  Chọn vật liệu chế tạo bánh răng : Chọn thép 45 Cr đựơc tôi cải thiện Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn độ rắn trung bình: Bánh dẫn: HB 1 =240 HB Bánh bò dẫn: HB 2 =230 HB SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 9 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC A. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM Số liệu ban đầu: Công suất P =7,7 KW Số vòng quay bánh dẫn: n = 315,25 vg/phút Moment xoắn: T = 233259 Nmm Tỷ số truyền: u= 2,6 Tuổi thọ L h = 7 năm tương đương 33600 giờ. 1. Số chu kỳ làm việc cơ sở. 74,2 4,2 31 10.547,1240.3030 === HBN HO chu kỳ. 74,2 4,2 42 10.397,1230.3030 === HBN HO chu kỳ. Và: N FO1 =N FO2 =5.10 6 chu kỳ 2. Số chu kỳ làm việc tương đương: 7 3 1 10.35,57. max 60 =       = ∑ iiHE tn T Ti cN chu kỳ. 7 3 2 10.06,22. max 60 =       = ∑ iiHE tn T Ti cN chu kỳ. 7 6 1 10.17,54. max 60 =       = ∑ iiFE tn T Ti cN chu kỳ. 7 6 2 10.83,20. max 60 =       = ∑ iiFE tn T Ti cN chu kỳ. Vì: 22112211 ;;; FOFEFOFEHOHEHOHE NNNNNNNN >>>> Nên ta có hệ số tuổi thọ: 1 2121 ==== FLFLHLHL KKKK 3. Theo 6.13 tài liệu [3], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc: .70.2 lim += HB OH δ Bánh dẫn : MPaHB OH 550.70.2 1lim =+= δ Bánh bò dẫn: MPaHB OH 530.70.2 2lim =+= δ 4. Ta có giới hạn mỏi uốn: HB OF .8,1 lim = δ Bánh dẫn : MPaHB OF 4328,1 1lim == δ SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 10 [...]... truyền bánh răng trong hộp giảm tốc: Bánh răng Thông số Khoảng cách trục (aw) Đường kính vòng chia (d) Đường kính vòng đỉnh (da) Chiều cao răng (h) Chiều rộng vành răng (bw) Góc profin gốc ( α ) Góc nghiêng răng β Cấp nhanh Bánh Bánh dẫn bò dẫn Cấp chậm Bánh Bánh dẫn bò dẫn 160 200 78,24 84,24 111 117 241.83 247,83 288 294 6,75 30,6 6,75 25,6 85 80 20 0 20 0 32,48 0 00 SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 19 ĐỒ ÁN... cách trục bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng: T1 K Hβ a w = 50(u + 1)3 2 ψ ba [δ H ] u = 50(2,6 + 1)3 233259.1,022 = 192,82mm 0,4.433,64 2.2,6 Theo tiêu chuẩn chọn: aw = 200mm SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG 11 ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC 9 Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn môđun răng theo : m= (0,01÷0,02)a w (Ứng với HB1, HB2 < 350HB) ⇒ m=0,015 200=3 Tổng số răng : 2a w 2.200 = = 133 răng. .. 433,64 MPa bw u Do đó bánh răng thoã điều kiện Ứng suất tiếp xúc 13 Tiếp tục kiểm nghiệm theo độ bền uốn: o Hệ số dạng răng: 13,2 13,2 Bánh dẫn: YF 1 = 3,47 + Z = 3,47 + 37 = 3,83 1 13,2 13,2 Bánh bò dẫn: YF 2 = 3,47 + Z = 3,47 + 96 = 3,61 2 o Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng: [δ F 1 ] = 64,45 YF 1 [δ 2] = 65,53 YF 2 ⇒ Ta kiểm nghiệm bánh dẫn có độ bền thấp hơn o Ứng suất uốn tính toán: δF = YF 1 Ft1... : KHβ= 1,01 KFβ= 1,045 8 Khi đó, khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng: T1 K Hβ a w = 43(u + 1)3 2 ψ ba [δ H ] u = 43(3,07 + 1)3 39480.1,01 = 130,6mm 0,16.441,82 2.3,07 Theo tiêu chuẩn chọn: aw = 160mm 9 Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn môđun răng theo : m n= (0,01÷0,02)aw (Ứng với HB1, HB2 < 350HB) ⇒ ta chọn mn=3 10 Tính góc nghiêng răng β thoãđiều kiện sau: 30o . thông số bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc: SVTH: NGUYỄN MINH TRUNG Bánh răng Thông số Cấp nhanh Cấp chậm Bánh dẫn Bánh bò dẫn Bánh dẫn Bánh bò dẫn Khoảng cách trục (a w ) 160 200 Đường. ĐỘNG CƠ KHÍ GVHD: NGUYỄN HỮU LỘC 2.2 THIẾT KẾ BÁNH RĂNG ĐỘNG CƠ MÁY SÀN 1 2 3 Chú thích : 1. nối trục đàn hồi 2. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi 3. Bộ truyền xích ống con lăn T1 T2 Sơ. mm 294.2 22 =+= mdd a mm o Khoảng cách trục: 200 2 )1(. 1 ≈ + = umz a w mm o Chiều rộng vành răng: Bánh bò dẫn: 80200.4,0. 2 === ab ba ψ mm. Bánh dẫn: 855805 21 =+=+= bb mm o Vận tốc vòng bánh răng: )/(83,1 60000 25,315.111. 60000