Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án Chi tiết máy 2016 Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM. Thiết kế hộp giảm tốc, Khoa Công nghệ Cơ Khí Đại hoc Công Nghiệp Tp.HCM. Thiết kế hộp giảm tốc, Khoa Công nghệ Cơ Khí Đại hoc Công Nghiệp Tp.HCM Thiết kế hộp giảm tốc, Khoa Công nghệ Cơ Khí Đại hoc Công Nghiệp Tp.HCM. Thiết kế hộp giảm tốc, Khoa Công nghệ Cơ Khí Đại hoc Công Nghiệp Tp.HCM
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ - - ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Mã lớp học phần: Sinh viên thực hiện: Tp.HCM Ngày tháng năm 2016 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: 01 Chú thích: – Động điện ba pha không đồng – Nối trục đàn hồi – Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi – Bộ truyền xích ống lăn – Tang dẫn động GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Bảng phân công nhiệm vụ nhóm 17 Nội dung Sinh viên Thuyết minh Bản vẽ - Chọn động phân phối tỷ số truyền - vẽ máy chi tiết - Tính toán thiết kế hộp giảm tốc trục bánh - Tính toán thiết kế truyền hở: xích ống lăn - Tính toán thiết kế trục - Tìm hiểu hệ thống truyền động - Bôi trơn xích tải, hộp giảm tốc - Tính toán thiết kế: chọn dung sai, then ổ lăn cho trục - Tính toán thiết kế chi tiết phụ khác - Chọn bulong chi tiết phụ khác GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn - Vẽ tay vẽ lắp A0 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Lời mở đầu Trong nghiệp đổi đất nước tầm quan trọng ngành Cơ Khí nói chung Ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy nói riêng, giữ vai trò then chốt công Công Nghiệp Hóa Hiện Đại Hóa đất nước Trong bối cảnh đất nước gia nhập WTO điều lại khẳng định Môn học chi tiết máy đóng vai trò quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư cán kỹ thuật nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc phương pháp tính toán thiết kế chi tiết thiết bị phục vụ cho ngành công nghiệp, nông nghiệp giao thông vận tải… Đồ án môn học chi tiết máy đóng vai trò quan trọng trình đào tạo trở thành người kỹ sư Môn học kết hợp chặc chẽ lý thuyết thực nghiệm Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ kiến thức tiếp thu trình học tập, đồng thời nâng cao khả vận dụng sáng tạo kiến thức để làm đồ án công tác sau Trong thời gian làm đồ án môn thiết kế chi tiết máy, nhóm em giao nhiệm vụ: “Thiết kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải” Đồ án thực 15 tuần, gồm thành viên, khối lượng công việc phân cho thành viên nhóm Đồ án hoàn thành nhờ góp ý nhiệt tình bạn lớp hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Vì lần đầu làm đồ án nên không tránh khỏi sai sót, mong thầy cho chúng em thêm nhận xét quý báu để chúng em hoàn thành tốt đồ án có thêm kinh nghiệm cho công việc sau Tp.HCM ngày tháng năm 2016 GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Nhận xét Giảng Viên GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Mục Lục GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Chương Tìm hiểu hệ thống truyền động băng tải Băng tải chế máy vận chuyển liên tục tải đơn (thùng carton, hộp, túi ,…) số lượng lớn vật liệu (đất, bột, thực phẩm …) từ điểm A đến điểm B Định nghĩa chuyên nghiệp hệ thống băng tải thiết bị chuyển tải có tính kinh tế cao ứng dụng vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu sản xuất với khoảng cách … Hệ thống băng tải gồm phận sau đây: Chú thích: Động điện ba pha không đồng Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi Bộ truyền xích ống lăn Tang dẫn động 1.1 Động điện - Là thiết bị cung cấp momen cho hệ thống dẫn động hoạt động, chọn động điện để dẫn động máy móc thiết bị công nghệ giai đoạn trình tính toán thiết kế máy Muốn chọn động cần hiểu rõ GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy đặc tính phạm vi sử dụng loại, đồng thời cần ý đến yêu cầu làm việc cụ thể thiết bị dẫn động Phân loại động điện: Động điện chiều - Ưu điểm: dễ dàng thay đổi trị số momen vận tốc gốc phạm vi rộng đảm bảo khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng, dùng rộng rãi thiết bị vận chuyển - Nhược điểm: giá thành đắt, khó tìm kiếm thị trường, phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu Động điện xoay chiều bao gồm hai loại: pha ba pha - Động pha có công suất tương đối nhỏ nên thuận tiện cho dụng cụ gia đình - Động ba pha đồng bộ: + Ưu điểm: hiệu suất cos cao, hệ số tải lớn + Nhược điểm: thiết bị tương đối phức tạp, giá thành tương đối cao - Động ba pha không đồng bộ: + Động không đồng roto dây quấn: Cho phép thay đổi vận tốc phạm vi nhỏ, hệ số công suất thấp, giá thành cao, kích thước lớn vận hành phức tạp + Động không đồng roto ngắt mạch: Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành tương đối rẻ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện Nhược điểm: hiệu suất hệ số công suất thấp, không điều chỉnh vận tốc Chọn động cơ: Nhờ có ưu điểm đơn giản, dễ dàng tìm kiếm thị trường, động xoay chiều ba pha không đồng roto ngắt mạch sử dụng phổ biến nghành công nghiệp, nên ta chọn loại động 1.2 Bộ truyền xích - Được dùng để truyền chuyển động tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ ăn khớp mắc xích với đĩa xích (dẫn động gián tiếp) GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Phân loại: Tùy theo cấu tạo dây xích, truyền xích chia thành loại: xích ống lăn, xích ống, xích Ưu điểm nhược điểm chung: Ưu điểm: + + + + Có thể truyền động hai trục song song cách tương đối xa Khuôn khổ kích thước nhỏ gọn truyền động đai công suất Không có tượng trượt, tỷ số truyền trung bình ổn định Hiệu suất cao, đạt 98% chăm sóc sử dụng hết khả tải + Lực tác dụng lên trục ổ nhỏ + Có thể lúc truyền chuyển động từ trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn Nhược điểm: + Nhanh mòn lề, bôi trơn không tốt làm việc nơi có nhiều bụi + Vận tốc tức thời xích đĩa bị dẫn không ổn định số đĩa xích nhỏ + Gây tiếng ồn làm việc đạt vận tốc cao + Cần bôi trơn điều chỉnh sức căng xích thường xuyên Chọn loại xích truyền: làm việc tốc độ chậm, hệ số truyền mômen tương đối lớn, giá thành rẻ, dễ tìm kiếm thị trường độ mài mòn thấp, nên ta chọn loại xích ống lăn để sử dụng 1.3 Hộp giảm tốc - hệ thống truyền động ăn khớp trực tiếp gồm truyền bánh cấp nhanh cấp chậm gắn trục, hộp kín có tỷ số truyền không đổi dùng để giảm vận tốc tăng mômen xoắn đến trục công tác Ưu điểm: + Hiệu suất làm việc cao + Độ tin cậy tuổi thọ cao + Thuận lợi đơn giản sử dụng Phân loại: GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy - Theo truyền động: hộp giảm tốc bánh trụ, bánh côn, trục vít, bánh hành tinh - Theo cấp số: cấp, hai cấp, ba cấp - Theo vị trí tương đối trục không gian: đặt ngang, đặt đứng Một số hợp giảm tốc thông dụng: + + + + Hộp giảm tốc bánh trụ cấp, hai cấp, ba cấp Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp đồng trục, phân đôi, khai triển Hộp giảm tốc bánh côn cấp Hộp giảm tốc bánh côn-trụ Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi - Công suất phân đôi cấp nhanh,, kết cấu cấp chậm chịu tải lớn chế tạo với chiều rộng vành khăn lớn nhờ vị trí bánh đối xứng với ổ nên khắc phục phân bố tải trọng không chiều rộng vành khăn 1.4 Khớp nối đàn hồi - làm nhiệm vụ truyền động hai trục, nối trục ngắn thành trục dài, khớp nối có tác dụng đóng mở cấu (ly hợp), ngăn ngừa tải, giảm tải trọng động, bù sai lệch trục 1.5 Băng tải (xích tải) - Là loại máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu dạng rời dạng kiện liên tục thành dòng theo tuyến vận chuyển xác định 1.6 Nguyên lý làm việc hệ thống truyền động băng tải - Khi động quay truyền động truyền momen quay qua khớp nối đàn hồi tới truyền kín (từ bánh cấp nhanh sang bánh cấp chậm) truyền xích cuối đến trục công tác làm băng tải chuyển động GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 10 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Tính toán tải trọng động ổ + thời gian làm việc Theo công thức 11.2 tài liệu [1] ta có: => Với L tuổi thọ ổ lăn tính Lh= (1025).103 theo bảng 11.2 tài liệu [1]ta chọn Lh=104 =>=112,2 (triệu vòng) Theo công thức 11.1 tài liệu [1] trang 212 ta có tải trọng ổ + ổ A: Cd= Với m=3 ổ lăn => Cd= =21 (KN) + ổ B: Cd= Với m=3 ổ lăn => Cd= =11(KN) Ta thấy Cdd3=11mm d4=(0,6…0,7)d2=(7,8…9,1)=>d4=8 mm Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp S3 Chiều dày bích nắp hộp S4 Bề rộng bích nắp thân K3 Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ K2 S3=(1,4…1,8)d3=(15,4…19,8)=>S3=17 mm S4=(0,9…1)S3=(15,3…17)=> S4=16 mm K3=K2-(3…5)=41-4=37 mm K2=E2+R2+(3…5)=20+17+4=41 mm Kích thước gối trục Đường kính tâm lỗ vít D3, D2 Đối với ổ lăn trục I: D=52=>D3=80, D2=65 Đối với trục II: D=72=>D3=90, D2=75 Đối với trục III: D=90=>D3=153, D2=110 mm Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2 E2=1,6d2=20,8=>E2=20 mm ổ lăn trục I C1=D3/2=80/2=40=>C1=40 mm ô lăn trục II C2=D3/2=125/2=62,5=>C2=62 mm ổ lăn trục III C3=D3/2=125/2=62,5=>C3=62 mm R2=1,3.d2=16,9=> R2=17 mm Mặt đế hộp: Chiều dày phần lồi S1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn S1=(1,3…1,5).d1=(22,7…28,5) => 74 Đề 5: phương án Bề rộng mặt đế hộp K1 Q Đồ án chi tiết máy S1=25 K1=3.d1=57; Q K1+2.δ=72 Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp ≥(1…1,2).δ=(9…10,8)=> Giữa đỉnh bánh với đáy hộp 1≥(3…5).δ=(27…45)=>1 Giữa mặt bên bánh với 2≥ δ=>2=10 Số lượng bu lông Z Lấy Z=4 10.2 Các chi tiết phụ 10.2.1 Vòng móc cẩu Chọn vòng móc thiết kế hình vẽ: GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 75 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Các thông số vòng móc Ren d M1 h h1 h2 l> = f b c x r r1 r2 45 25 10 25 12 22 21 12 1, 5 d1 d2 d3 d4 d5 Chiều dài vòng móc : S=(2….3)=(18….27)=>=20(mm) Đường kính lỗ: d=(3…4)δ=(27 36)=>d=28 10.2.2 Cửa thăm Để kiểm tra chi tiết máy hộp lắp ghép để tra dầu vào hộp có cửa thăm đậy nắp lắp thêm nút thông Chọn kích thước theo bảng 18.5, [2], trang 92: A B 100 75 150 100 C C1 K R Vít Số lượng 125 - 87 12 M8x2 GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 76 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy 10.2.3 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa không khí bên bên hộp, ta dùng nút thông Chọn nút với thông số kích thước, Theo bảng 18.6, [2], trang 93: A B C D E G H I K L M M27x 15 30 15 45 36 32 10 N O 22 P Q R S 32 18 36 32 10.2.4 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn, bị biến chất, cần phải thay dầu mới, để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc làm việc lỗ tháo dầu bịt kín nút tháo dầu, kết cấu kích thước - Chọn nút tháo dầu hình trụ GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 77 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Chọn kích thước theo bảng 18.7, [1], trang 93: d b m f L c q D S D0 M20x2 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 10.2.5 Kiểm tra mức dầu Khi muốn kiểm tra mức dầu, ta sử dụng que thăm,ta dùng kích thước hình vẽ 10.2.6 Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị, xiết bu lông không bị biến dạng vòng ổ GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 78 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Chọn kích thước, theo bảng 18.4c, [2], trang 91 ta có: Chiều dài l 20-110 Độ côn C 1x450 d1 d2 10.2.7 Vòng phớt Để che kín đầu trục nhô ra, tránh sâm nhập môi trường vào ổ, ngăn mỡ chảy vào ngăn dầu chảy bên GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 79 Đề 5: phương án Đồ án chi tiết máy Tài liệu tham khảo [1] : Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí (tập một) Trịnh Chất – Lê Văn Uyển [2]: Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc [3]: Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí (tập hai) Trịnh Chất – Lê Văn Uyển GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 80 [...]... Danh Sơn 24 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy Thông số hình học Công thức Bánh dẫn Đường kính vòng chia (mm) Bánh bị dẫn Đường kính vòng đỉnh (mm) Đường kính vòng đáy (mm) Chi u rộng vành răng (mm) Bánh dẫn da1 = d1 + 2m = + 2.2 = 65,5 Bánh bị dẫn da2 = d2 + 2m = + 2.2 = 192,5 Bánh dẫn df1 = d1 – 2,5m = 61,5 – 2,5.2 = 56,5 Bánh bị dẫn df2 = d2 – 2,5m = – 2,5.2 = 183,5 Bánh dẫn Bánh bị dẫn bw = aw 4.1.4... trang 104 [1]): Thông số hình học Đường kính vòng chia (mm) Đường kính vòng đỉnh (mm) Công thức Bánh dẫn Bánh bị dẫn Bánh dẫn da1 = d1 + 2m = 100 + 2.2 = 104 Bánh bị dẫn da2 = d2 + 2m = 260 + 2.2 = 264 GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 33 Đề 5: phương án 1 Đường kính vòng đáy (mm) Chi u rộng vành răng (mm) Đồ án chi tiết máy Bánh dẫn Bánh bị dẫn Bánh dẫn Bánh bị dẫn df1 = d1 – 2,5m = 100 – 2,5.2 = 95 df2... liệu: - do hợp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt HB350 Đồng thời muốn tăng khả năng chạy mòn của răng, ta nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn bánh răng nhỏ khoảng: H1 H2 + (10 15)HB GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 29 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy Bánh răng trụ nhỏ: + + + + tra bảng 6.1 [1] chọn thép C45 tôi cải thiện, ta có các... 2 bw – chi u rộng vành răng; bw = 37,5 (mm) dw1 – đường kính vòng răng bánh chủ động; dw1 = 61,5 (mm) – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; (đã được tính ở trên) – hệ số kể đến độ nghiêng của răng; – hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2; với và ; trị số được tra ở bảng 6.18 vậy GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 27 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy trong đó: + – hệ số kể đến sự phân bố không đồng đều... Nguyễn Danh Sơn 20 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy - Theo giả thuyết, tải làm việc 9 năm, 1 năm làm 300 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca 8 giờ Ta có: = 9.300.2.8 = 43200 (giờ) Vậy: số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ là: ( chu kì) số chu kì làm việc của bánh răng lớn là: NHE2 = NHE1/un = (chu kì) Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về tiếp xúc: Bánh nhỏ: (chu kì) Bánh lớn: (chu kì) Theo hướng... Danh Sơn 22 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy 4.1.3 Xác định khoảng cách trục aw Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng được xác định theo công thức 6.15a trang 96 [1]: Trong đó: + – các hệ số, trong đó bw là chi u rộng vành khăn; xem bảng 6.6 trang 97 [1], do vị trí bánh răng nằm đối xứng với các ổ trục nên chọn + khi đó: sẽ được tính theo công thức 6.16 trang 97 [1]: + do bánh răng ăn khớp ngoài nên... làm 2 ca, 1 ca 8 giờ Ta có: = 9.300.2.8 = 43200 (giờ) Vậy: số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ là: ( chu kì) số chu kì làm việc của bánh răng lớn là: NHE2 = NHE1/uc = (chu kì) GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 30 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về tiếp xúc: Bánh nhỏ: (chu kì) Bánh lớn: (chu kì) Theo hướng dẫn trang 94 [1] do nên lấy NHE = NHO để tính, lúc này:... da2 793,63 (mm) Bán kính đáy R 9,62 (mm) Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 213,93 (mm) Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df2 759,16 (mm) Lực tác dụng lên trục Fr 3469 (N) GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 19 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy Chương 4 Truyền động bánh răng Truyền động bánh răng dùng để truyền động giữa các trục, thông thường có kèm theo sự thay đổi về trị số và chi u của vận tốc... Sơn 18 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích Thông số Ký hiệu Giá trị Loại xích Xích ống con lăn Bước xích P 31,75 (mm) Số mắt xích X 132 Chi u dài xích L 4191 (mm) Khoảng cách trục A 1268,7 (mm) Số răng đĩa xích nhỏ Z1 23 Số răng đĩa xích lớn Z2 77 Vật liệu đĩa xích Thép 45 Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 233,17 (mm) Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2... tải trọng trên chi u rộng vành răng được tra ở bảng 6.7 + – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp được tra ở bảng 6.14; + - hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp được tính theo công thức 6.41 trang 107 [1]: trong đó: + vH được tính theo 6.42 trang 107 [1]: trong đó: GVHD: PGS.TS Nguyễn Danh Sơn 26 Đề 5: phương án 1 Đồ án chi tiết máy + – hệ số