Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc trục vít bánh vítSố liệu thiết kế:Lực vòng trên băng tải F (N): eVận tốc băng tải v (ms): yĐường tính tang dẫn, D(mm): xThời gian phục vụ L (năm): hSố ngày làmnăm Kng (ngày): cSố ca làm việc trong ngày (ca): tt1 (giây): yt2 (giây): xT1: TT2: nT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -o0o - ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI SINH VIÊN: MSSV: LỚP: GV HƯỚNG DẪN: Hồ Chí Minh, 27 tháng 11 năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ Học kỳ I năm học 2016 – 2017 Sinh viên thực hiện: MSSV: Người hướng dẫn: Ký tên: Ngày hoàn thành: 27/11/2016 Ngày bảo vệ: ĐỀ TÀI Đề số 20: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: 27 : Hệ thống dẫn động băng tải bao gồm: 1: Động điện pha không đồng bộ; 2: Khớp nối đàn hồi; 3: Hộp giảm tốc bánh trục vít; 4: Bộ truyền xích ống lăn; 5: Băng tải (Quay chiều, tải va đạp nhẹ, ca làm việc giờ) Số liệu thiết kế: - : Lực vòng băng tải F (N): 13000 Vận tốc băng tải v (m/s): 0.32 Đường tính tang dẫn, D(mm): 350 Thời gian phục vụ L (năm): Số ngày làm/năm Kng (ngày): 230 Số ca làm việc ngày (ca): t1 (giây): 23 t2 (giây): 36 T1: T T2: 0,7T LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Thiết kế máy đồ án chuyên ngành sinh viên ngành khí Việc tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí nội dung khơng thể thiếu chương trình tào đạo kĩ sư khí nhằm cung cấp kiến thức quan trọng cho sinh viên kết cấu máy Nội dung đồ án bao gồm đề thiết kế máy hệ thống dẫn động, tính tốn thiết kế chi tiết máy theo chi tiêu chủ yếu khả làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ hộp, chọn cấp xác, lắp ghép, dung sai phương pháp trình bày vẽ Thuật ngữ kí hiệu dùng đồ án dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam, phù hợp với thuật ngữ kí hiệu quốc tế Q trình tính tốn thiết kế tham khảo giáo trình Chi tiết máy, Tính tốn hệ thống dẫn động khí, Dung sai lắp ghép,…qua bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế phục vụ nghề nghiệp trường Xin chân thành cảm ơn ……… hướng dẫn tận tình dành nhiều đóng ghóp để em hồn thành đồ án Tuy vậy, q trình thực khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong góp ý thêm từ phía giảng viên để rút kinh nghiệm, phục vụ cho công việc thiết kế sau Sinh viên thực MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Mục lục Phần 1: Tính tốn chọn động phân phối tỉ số truyền 1.1 Chọn động 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.3 Lập bảng đặc tính Phần 2: Thiết kế truyền ngồi: Xích ống lăn 2.1 Thơng số kĩ thuật 2.2 Thiết kế truyền 10 10 Phần 3: Thiết kế truyền hộp giảm tốc 3.1 Thiêt kế truyền bánh trụ nghiêng 3.2 Thiết kế truyền trục vít – bánh vít Phần 4: Thiết kế trục then Phần 5: Chọn ổ lăn nối trục 14 23 30 30 31 47 Chọn ổ lăn cho trục I Chọn ổ lăn cho trục II Chọn ổ lăn cho trục III Chọn khớp nối trục 47 49 53 56 Phần 6: Chọn thân máy, bu-lông chi tiết phụ khác 6.1 6.2 6.3 6.4 14 30 4.1 Chọn vật liệu 4.2 Xác định lực lên trục 4.3 Tính thiết kế trục, chọn then kiểm nghiệm then 5.1 5.2 5.3 5.4 10 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc Kết cấu chi tiết máy Tính tốn chi tiết khác Bơi trơn điều chỉnh ăn khớp 58 58 60 63 70 Phần 7: Chọn dung sai lắp ghép 72 Tài liệu tham khảo 74 PHẦN - TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ Chọn hiệu suất hệ thống • Hiệu suất truyền động * Trong đó: = : Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi = 0,97: Hiệu suất truyền bánh trụ che kín = 0,8 : Hiệu suất truyền trục vít = 0,9 : Hiệu suất truyền xích để hở = 0,9 : Hiệu suất cặp ổ lăn che kín = 1.0,97.0,8.0,9.0,994 = 0,671 Tính cơng suất đẳng trị ( Cơng suất tính tốn) • Cơng suất tính tốn = • Cơng suất cần thiết trục động Xác định số vòng quay sơ động • Số vòng quay trục cơng tác (vòng/phút) • Tỉ số truyền sơ bộ: Chọn sơ tỉ số truyền chung = 136 • Số vòng quay sơ động vòng/phút) Chọn động điện, bảng thông số động điện Kiểu động 4A132S4Y3 Vận tốc Công suất quay Cos φ (kW) (v/ph) 7,5 1455 0,86 1.2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN - Tỉ số truyền hệ thống: Do hệ thống có truyền xích ngồi, chọn => Tỉ số truyền hộp giảm tốc là: - Ta có: + Chọn tỉ số truyền truyền trục vít là: + η% 87,5 2,2 2,0 1.3 LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH Tính tốn cơng suất trục - Công suất trục công tác: - Công suất trục 3: - Công suất trục 2: - Công suất trục 1: - Công suất trục động cơ: P 6,14 P = = = 6,2 dc ηol ηkn 0,99.1 Tính tốn số vòng quay trục - Vận tốc quay trục động cơ: = 1455 (vòng/phút) - Vận tốc quay trục (vòng/phút) - Vận tốc quay trục 2: (vòng/phút) - Vận tốc quay trục 3: (vòng/phút) - Vận tốc quay trục cơng tác: (vòng/phút) Tính Momen xoắn trục - Momen xoắn trục 1: - Momen xoắn trục 2: - Momen xoắn trục 3: - Momen xoắn trục động cơ: - Momen xoắn trục cơng tác: (kW) Bảng đặc tính Trục Thông số Công Suất (kW) Tỉ số truyền u Số vòng quay n (vòng/phút) Momen xoắn T Động Trục Trục Trục Công tác 7,5 6,14 5,9 4,67 4,16 1455 2,78 1455 20 523 1,5 26 1715326,9 (Nmm) PHẦN - THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI: XÍCH ỐNG CON LĂN 2.1 THƠNG SỐ KĨ THUẬT - Công suất truyền: P = 4,67 (kW) - Tỉ số truyền: = 1,5 - Số vòng quay bánh dẫn: - Momen xoắn: T = (Nmm) - Quay chiều, tải va đạp nhẹ, làm ca, ca làm việc 8h 2.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN 2.2.1 Chọn loại xích: Chọn xích ống lăn dãy 2.2.2 Chọn số đĩa xích dẫn: - z1 = 29 – 2ux = 29 – 2.1,5 = 26 Chọn z1 = 27 (răng) 2.2.3 Chọn số đĩa bị dẫn: - z2 = uxz1= 1,5.27 = 40,5 Chọn z2 = 41 (răng) ux = z2 = 1,58 z1 - Tính lại tỉ số truyền : 2.2.4 Hệ số điều kiện sử dụng xích K K = K d K a Ko K dc Kbt K c 17 • • • • • • Kd = 1,2: Hệ số tải trọng động (Tải trọng va đạp nhẹ) Ka Ko = 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục (Chọn a=40p) = 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng cách bố trí truyền (Bố trí nằm ngang) K dc K bt Kc = 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích = 1: Hệ số xét đến điều kiện bơi trơn = 1,25: Hệ số xét đến chế độ làm việc (Làm việc ca) => K = 1, 2.1.1.1.1.1, 25 = 1,5 2.2.5 Cơng suất tính tốn: Pt = K K z K n P1 Kx Chọn n01 = 50 (vòng/phút) Kn = n01 50 = = 1, 92 n1 26 Kz = 25 = 0,96 z1 • • • Kx = (xích dãy) Pt = • 1,5.0, 96.1, 92.4,67 = 12, (kW) Tra bảng, với n01 = 50 (vòng/phút), chọn [P] = 14,7, từ bước xích Pc = 44,45 (mm) 2.2.6 Kiểm tra số vòng quay tới hạn Tương ứng với bước xích pc = 44,45 (mm), số vòng quay tới hạn nth = 400 (vòng/phút) thỏa mãn n1 = 26 < nth 2.2.7 Tính tốn thơng số • Vận tốc trung bình: v= • n1 z1 pc 26.27.44, 45 = = 0,52( m / s ) 60000 60000 Lực vòng có ích: Ft = 1000 P1 1000.4,67 = = 8980,8( N ) v 0,52 • Chọn khoảng cách trục sơ bộ: a = (30 50)pc = 40.pc = 40.44,45 = 1778 (mm) • Số mắt xích: x= = 2a z1 + z2 z −z p + + ( )2 c pc 2π a 2.1778 27 + 41 41 − 27 44,45 + +( ) = 114,1 44, 45 2π 1778 Chọn x = 116 (mắt xích) • Chiều dài xích: L = pc x = 44,45.116 = 5156, 2(mm) • Tính xác khoảng cách trục: a = 0,25 pc x − 0,5 z + z + x − 0,5 z + z 2 ) ( ( ) 2 z −z − π 2 41 − 27 = 0,25.44,45 116 − 0,5 ( 27 + 41) + 116 − 0,5 ( 27 + 41) − π = 1819,8 (mm) Để xích khơng chịu căng q lớn, khoảng cách trục a cần giảm bớt lượng ∆a = (0,002 ÷ 0,004) a = 3,6 – 7,3 (mm) Chọn a = 1814 (mm) • Số lần va đạp xích giây z n 27.26 i= 1= = 0, ≤ [ i ] = 15 15 x 15.116 • Xác định xích theo hệ số an tồn S= Q k Ft + F + F V d K = E2 + R + (3 ÷ 5) = 50( mm ) Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ Chiều cao h phụ thuộc tâm lỗ bulong kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: - Chiều dày khơng có phần lồi S1 - Bề rộng mặt đế hộp, K1 q - S1 = (1,3 ÷ 1,5) d1⇒ S1 =28 (mm) - K1≈ 3.d1≈ 3.20 =60 (mm) q ≥ K1 + 2δ = 60 + 2.12 =84 (mm) Khe hở chi tiết - Giữa bánh với thành - hộp Giữa đỉnh bánh lớn với đáy - hộp Giữa bánh với Số lượng bulong Z - ∆≥ (1 ÷ 1,2) δ⇒∆≥ (12÷ 14,4) (mm) Chọn ∆ = 14 (mm) - ∆1≥ (3 ÷ 5) δ⇒∆1≥ (36 ÷ 60) (mm) Chọn∆1= 50 (mm) - ∆≥δ = 10 (mm) Z = ( L + B )/( 200 ÷ 300) Chọn Z =4 6.2 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT MÁY 6.2.1 Kết cấu trục Trục bậc đảm bảo điều kiện lắp ghép phù hợp với phân bố trọng, - Đối với chỗ có tiệt diện trục thay đổi phải làm góc lượng chuyển tiếp - Gọi r bán kính góc lượn trục; R C góc lượn chiều dài phần vát chi tiết r < R r < C nhằm đảm bảo chi tiết tì sát vào mặt - định vị vai trục Rãnh then trục: Nên chế tạo rãnh then dao phay đĩa cho suất cao giảm tập trung ứng suất (đoạn cuối rãnh phay cạn dần theo hình dạng dao) - Nếu trục có nhiều rãnh then nên lấy nên bố trí mặt phẳng 6.2.2 Kết cấu bánh • Để lắp bánh lên trục ta dùng mối ghép then chọn kiểu lắp H7/k6 tải trọng nhẹ va đập • Các kích thước bánh răng: - Vành răng: δ = (2,5 : 4)m D = (1,5 : 1,8)d - Đường kính mayo: - Chiều dài mayo L = (0,8 : 1,8)d - Chiều dày đĩa nối mayo với vành răng: C ≈ (0,2 ÷ 0,3)b d = (12 : 25) - Đường kính lỗ: (mm) - Đường kính tâm lỗ: Do = 0,5(D + Dv) (mm) - da: Đường kính vòng đỉnh Hình 6.1: Kết cấu bánh Bảng thông số bánh trụ: Bánh d t2 b D δ 30 2,8 31,5 45 4,5 Do C L da 40 55,7 15 nhỏ Bánh lớn 30 2,8 31,5 50 4,5 95 52 150,3 6.2.3 Kết cấu trục vít- bánh vít • Đối với truyền trục vít, để đảm bảo ăn khớp xác ren trục vít bánh vít cần đảm bảo khoảng cách trục bánh vít trục vít, đảm bảo mặt trung bình bánh vít qua trục trục vít • Trục vít chế tạo liền với trục: - df = 80,8 (mm) - d1 = 100 (mm) - L = 110 (mm) (Chiều dài phần cắt ren trục vít) Hình 6.2: Kết cấu trục vít • Bánh vít: Được ghép từ vành thân Thân bánh vít chế tạo gang xám, vàng bánh vít làm từ đồng khơng thiếc.nVành bánh vít lắp với thân bánh vít theo kiểu lắp căng, kết hợp với vít - B = 85 (mm) - C = (0,2-0,8)B chọn c = 20 (mm) - d = (1,2-1,5)m chọn d = 10(mm) - da = 336 (mm) - df = 300,8 (mm) - d2 = 320 (mm) - a = 210 (mm) 20 Hình 6.3: Kết cấu bánh vít 6.3 Tính tốn chi tiết khác 6.3.1 Ống lót Hình 6.4: Kết cấu ống lót Ống lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép điều chỉnh phận ổ điều chỉnh ăn khớp trục vít Ống lót làm gang GX15-32, kích thước sau: - Chiều dày: δ = 8(mm) - δ1 = δ = δ = 8( mm ) Chiều dày vai chiều dày bích: Đường kính tâm lỗ vít: D2 = 70 (mm) Đường kính vít d4 = M10 Đường kính ngồi D3 = 85 (mm) 6.3.2 Nắp ổ: Chọn nắp ổ kín, mặt ngồi phẳng, chế tạo gang GX15-32 Hình 6.5: Kết cấu nắp ổ 6.3.3 Lót kín phận ổ Nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ Những chất làm ổ chóng bị mài mòn bị han rỉ Ngồi ra, lót kín phận đề phòng dầu chảy ngồi Chọn lót kín động gián tiếp với vòng phớt, kích thước rãnh lắp vòng phớt vòng phớt sau: d d1 d2 D a b S0 25 26 24 38 4,3 75 76,5 74 98 12 15 Hình 6.6: Kết cấu vòng phớt 6.3.4 Vòng chắn mỡ Hình 6.7: Vòng chắn mỡ Chọn a = (mm), t = (mm) 6.3.5 Chốt định vị: Dùng để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép Ở dùng chốt định vị hình cơn: - Độ cơn: 1:50 - Đường kính d = (mm), c = 1(mm), - Chiều dài l = 45 (mm) Hình 6.8: Chốt định vị hình 6.3.6 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp, nắp có lắp thêm nút thơng Kích thước cửa thăm chọn theo bảng: A B A1 B1 C C1 K R 200 150 250 200 230 130 120 12 Vít Số lượng M10 x 22 Hình 6.9: Cửa thăm 6.3.7 Nút thơng Hình 6.10: Nút thông Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên, để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên bên ngồi hộp, ta dùng nút thông Nút thông lắp nút cửa thăm Kết cấu kích thước nút thơng chọn theo bảng A B C D E G H I K L M N O P Q R S M2 7x 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 6.3.8 Nút tháo dầu Hình 6.11: Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn hộp bị bẩn (do bụi bặm hạt mài) bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ bịt kín nút tháo dầu Kết cấu kích thước nút tháo dầu chọn theo bảng D b M20 x 15 m f L 28 c 2,5 q 17,8 D 30 S 22 Do 25,4 6.3.9 Que thăm dầu Khi làm việc, bánh trục vít ngâm dầu theo điều kiện bôi trơ Để kiểm tra chiều cao mức dầu hộp ta dùng que thăm dầu Kết cấu kích thước que thăm dầu tra theo hình 18.11/96 Hình 6.12: Kết cấu que thăm dầu 6.3.10 Vòng móc Hình 6.12: Kích thước vòng móc - Chiều dày vòng móc: - Đường kính: 6.3.11 S = (2 ÷ 3)δ = 24 S = (3 ÷ 4)δ = 36 Đệm vênh Được dùng để lót bề mặt ghép đai ốc xiết Kích thước đêm vênh phụ thuộc đường kính bulong vít, tra theo bảng P3.6/217 6.3.12 Vòng lò xo Để cố định vòng ngồi ổ lăn vị trí A2, ta sử dụng vòng lò xo rãnh vỏ hộp với thơng số sau: Đường kính lỗ D 85 Rãnh lỗ D1 B r Vòng lò xo h d2 d3 d4 S- b l r2 r3max 6,1 20 40,7 4,0 0,12 88,5 2,2 0,2 5,2 90,5 81,3 3,0 2,0 6.4 Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp Bơi trơn hộp giảm tốc • Vì trục vít đặt nên mức dầu chọn cho dầu phải ngập ren trục vít không vượt đường ngang tâm lăn (của ổ lăn) • Dầu bơi trơn hộp giảm tốc: - Trước hết ta cần chọn độ nhớt dầu để bôi trơn cho hộp giảm tốc Theo bảng 18.12 (II)-tr100, với vận tốc trượt vs = 2,77 (m/s), chọn độ nhớt dầu 165(20) 24(3,34) (Tử số độ nhớt Centistoc, mẫu số độ nhớt Engle, ngoặc độ nhớt tương ứng 100oC) - Tra bảng 18.13, chọn loại dầu dầu oto máy kéo AK-15 Bơi trơn ổ lăn: • Đối với ổ lăn trục I tốc độ làm việc cao, trục II nằm cạnh bể dầu bôi trơn trục vít nên ta chọn bơi trơn dầu, sử dụng loại dầu thông dụng ISO VG 320; ISO VG 160; ISO VG 68; ISO VG 46; ISO VG 32; ISO VG 22; ISO; VG 15; … • Đối với ổ lăn trục III tốc độ làm việc thấp nên chọn bôi trơn mỡ, sử dụng loại mỡ litium, sodium, calcium,… Điều chỉnh ăn khớp • Điều chỉnh ăn khớp truyền bánh răng: Sai số chế tạo chi tiết theo kích thuốc chiều dài sai số lắp ghép làm cho vị trí bánh trục khơng xác Để bù vào sai số ta lấy chiều rộng bánh nhỏ tăng thêm mm • Điều chỉnh ăn khớp truyền trục vít – bánh vít: - Đối với truyền này, sai số chế tạo lắp ghép làm sai lệch vị trí tương đối trục vít bánh vít Sai số (khi vượt trị số cho phép) nguyên nhân làm tăng mòn, tăng ma sát tăng ứng suất tập - trung theo chiều dài bánh vít Để đảm bảo ăn khớp xác ren trục vít ren bánh vít cần đảm bảo khoảng cách trục, góc trục bánh vít trục vít, đảm bảo mặt trung bình bánh vít trục trục vít Sai số vị trí bánh vít trục vít khắc phục việc điều chỉnh lắp vào vỏ hộp Việc điều chỉnh vị trí tiến hành trục vít bánh vít PHẦN – CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP TRỤC I Chi tiết Kiểu lắp Dung sai Ổ lăn – Trục ∅25k Bánh – Trục H7 ∅30 k6 +15 +2 +21 +0 +15 +2 Ổ lăn – Vỏ hộp ∅52 H +30 +0 TRỤC II Chi tiết Kiểu lắp Dung sai Bánh – Trục ∅30 H7 k6 +21 +0 +15 +2 Ổ lăn – Trục ∅45k +18 +2 Ổ lăn – Vỏ hộp ∅85H +35 +0 Ổ lăn – Cốc lót ∅100 H +35 +0 Cốc lót – Vỏ hộp TRỤC III Chi tiết Ổ lăn _ Trục Bánh vít – Trục ∅124 H7 js Kiểu lắp ∅75k +40 +0 ±12,5 Dung sai +21 +2 +30 +0 ∅75 Ổ lăn – Vỏ hộp H7 k6 ∅130 H +21 +2 +40 +0 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh (2008) Thiết kế chi tiết máy công dụng chung – Trần Thiên Phúc, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh (2011) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1, tập – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển; Nhà xuất Giáo dục (2006) Vẽ kỹ thuật khí – Lê Khánh Điền & Vũ Tiến Đạt, Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh (2007) Dung sai kĩ thuật đo – Ninh Đức Tốn, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam (2015) ... sinh viên kết cấu máy Nội dung đồ án bao gồm đề thiết kế máy hệ thống dẫn động, tính toán thiết kế chi tiết máy theo chi tiêu chủ yếu khả làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ hộp, chọn... lm13 = 37 (mm) - l12 = 0,5(lm11 + b01 ) + k3 + hn = 0,5(60 + 17) + 20 + 20 = 78,5 (mm) Chọn l12 = 79 (mm) - l13 = 0,5(lm13 + b01 ) + k2 + k1 = 0,5(37 + 17) + 15 + 15 = 57 Chọn l13 = 57 (mm) l11... = 0,5(lm 32 + b03 ) + k1 + k2 = 0,5(120 + 39) + 15 + 15 = 109,5 (mm) Chọn l32 = 110 (mm) - l31 = 2l32 = 2.110 = 220 (mm) lc 33 = 0,5(b03 + lm 32 ) + hn + k3 = 0,5(39 + 120) + 20 + 20 = 119,5