Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Thiết kế thiết bị bảo dỡng sửa chữa ôtô Kích nâng cơ khí Chơng I mục đích thiết kế Hiện nay số lợng ô tô sử dụng trong các ngành, các địa phơng của nớc ta rất lớn và xu hớng ngày càng tăng do nhu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân. Nh chúng ta đã biết, đất nớc ta cha thể sản xuất đợc ô tô một cách hoàn toàn, do đó việc tận dụng xe cũ và xe hiện có để đáp ứng nhu cầu vận tải là rất cần thiết , nhng thực tế cho thấy: Hiệu quả sử dụng của các xe còn thấp vì số ô tô h hỏng không hoạt động khá cao do vậy cần phải phát triển công nghệ sửa chữa, phục hồi chi tiết để đáp ứng kịp thời nhu cầu cấp bách đó. Quá trình bảo dỡng sửa chữa cần phải đợc trang bị những thiết bị chuyên dùng nhằm nâng cao năng suất và giảm sức lao động. Yêu cầu của công tác bảo dỡng - sửa chữa ô tô là phải thuận lợi về mọi phía (trên, dới, hai bên cạnh). Trong đó có tới 45% công việc thực hiện từ phía dới. Để thuận lợi cho công việc bảo dỡng gầm xe, nâng cao năng suất chất lợng và an toàn lao động, ngời ta sử dụng các thiết bị cơ bản nh: hầm, cầu, thiết bị nâng hạ. Thiết bị nâng hạ là thiết bị cơ bản dùng để nâng ô tô lên khỏi mặt sàn khi bảo dỡng sửa chữa. thiết bị nang hạ có nhiều loại: loại cố định loại di động, loại sách tay, loại cơ khí, loại thuỷ lực, loại điều khiển bằng tay, loại điều khiển điện Trong phạm vi đề tài đợc giao Tôi trình bày quy trình thiết kế kích nâng loại cơ khí với tải trọng nâng Q = 2,5 tấn. Chơng II tính toán thiết kế Đại học giao thông vận tải Trang 63 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh 2.1. nguyên lý cấu tạo và hoạt động của kích 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo - nh hình vẽ Trong đó: 1. Động cơ điện 2. Bộ truyền dai 3-7. Bộ truyền trục vít đai ốc 4. Bàn nâng Hình 2-1 5. Cần nâng 6. Bộ truyền đai 2.2.2. Nguyên lý hoạt động Cầu giao điều khiển động cơ điện 1 quay thông qua bộ truyền đai 2 mô men đợc truyền tới trục vít 3, trục vít chuyển động quay làm đai ốc chuyển động tịnh tiến thực hiện quá trình nâng hay hạ tuỳ thuộc vào chiều quay của động cơ. 2.2. Chọn kết cấu và tính toán hệ khung 2.2.1. Các thông số cơ bản của của mặt cắt - Chiều cao cột kích h = 2490 mm - Bề rộng giữa hai cột kích B = 2500 mm - Chiều dài Max của cần nâng l = 1200 mm - Tải trọng nâng Q = 2500 kG Vật liệu chế tạo là thép CT38 có các thông số sau: Khối lợng riêng = 7800 kG/m 3 Đại học giao thông vận tải Trang 64 2 1 3 4 5 7 6 B h Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Giới hạn chảy ch = 3800kG/cm 2 Từ đó ta tính giới hạn uốn cho phép theo công thức: [] u = [ ] đ ch K+5,1n Trong đó: n - Hệ số an toàn - chọn n = 2,1 K đ - Hệ số tải trọng động K đ = 1,2 Suy ra: ch = 670 kG/cm 2 . 2.2.2. Tính toán bền cần nâng Sơ đồ cấu tạo: Hình 2-2 Cấu tạo cần nâng gồm 3 đoạn hình hộp chữ nhật, mặt cắt hình chữ nhật. đ- ợc lồng váo nhau để thay đổi tầm với của cần Mặt cắt có cấu tạo nh hình vẽ: Biểu đồ mô men: M U-D = P.l ED = 22.500 kGcm M U-C = P.l EC = 52.500 kGcm M U-D = P.l EB = 90.000 kGcm Hình 2-3 Trong đó: P là tải trọng tính toán trên một cần nâng. P = đ K 4 Q = 750kG Kiểm nghiệm độ bền uốn tại các mặt cắt nguy hiểm: Đại học giao thông vận tải Trang 65 B B C C D D E E Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh 2.2.2.1. Mặt cắt D-D Mặt cắt hình chữ nhật rỗng nh hình vẽ: b = 90mm; h = 70mm; độ dày = 8mm Hình 2-4 - Diện tích mặt cắt F: = b.h - (b -2)(h - 2) = 23cm 2 - Mô men chống uốn: W x = 6 )2h)(2b( 6 h.b 22 Thay số ta co W x = 38cm 3 - ứng suất tại mặt cắt D-D: D - D = 2 x UD cm/kG592 38 00.225 W M == < [] U Vậy kết cấu đã chọn đủ điều kiện chịu lực. 2.2.2.2. Mặt cắt C - C Mặt cắt hình chữ nhật rỗng nh hình vẽ: b = 125mm; h = 105mm; độ dày = 8mm Hình 2-5 - Diện tích mặt cắt F: = b.h - (b -2)(h - 2) = 34,24cm 2 - Mô men chống uốn: W x = 6 )2h)(2b( 6 h.b 22 Thay số ta co W x = 85cm 3 - ứng suất tại mặt cắt C - C: Đại học giao thông vận tải Trang 66 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh C - C = 2 x C cm/kG617 85 00.525 W M == < [] U Vậy kết cấu đã chọn đủ điều kiện chịu lực. 2.2.2.3. Mặt cắt B - B Mặt cắt hình chữ nhật rỗng nh hình vẽ: b = 156mm; h = 136mm; Hình 2-6 độ dày = 8mm - Diện tích mặt cắt F: = b.h - (b -2)(h - 2) = 44,16cm 2 - Mô men chống uốn: W x = 6 22 6 2 2 )h)(b( h.b = Thay số ta co W x = 145cm 3 - ứng suất tại mặt cắt B - B: B - B = 2 x BD cm/kG620 145 000.90 W M == < [] U Vậy kết cấu đã chọn đủ điều kiện chịu lực. 2.2.3. Tính bền cột kích Tính toán tại mặt cắt nguy hiểm nhất mặt cắt chân cột A _ A và cần nâng ở vị trí cao nhất. Biểu đồ nội lực và mô men: Đại học giao thông vận tải Trang 67 90.000 52.500 22.500 180.000 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Hình 2-7 M x -A = 2 M U - B = 2*120.000 = 240.000kGmm Chọn mặt cắt cột nh hình vẽ: Hình 2-8 Diện tích mặt cắt: F = F 0 - (F 1 + F 2 + F 3 + F 4 + F 5 ) Trong đó: là diện tích hình chũ nhật bao F 0 = 20.22 = 4400cm 2 F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , F 5 : Là diện tích các hình rỗng thành phần F 1 = F 2 = (5 - 2)(20 - 2) = 62,5cm 2 ; Trong đó là bề dầy của thành cột - chọn = 8mm F 3 = 132 cm 2 F 4 = (12 + 2)(6 - 2) = 59,84cm 2 F 5 = 36cm 2 Suy ra F = 87cm 2 - Nội lực tại mặt cắt nguy hiểm A - A N A-A = 2 P + Q C +2 Q Càng + Q B Đại học giao thông vận tải Trang 68 x y 1 4 2 53 30 110 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Q C : Trọng lợng bản thân cột Q C = .F.h =204kG Qcàng - trọng lợng bản thân của càng Qcàng = 35 kG Qbàn - trọng lợng bản thân của bàn nâng Qbàn = 25 kG P - lực tác dụng lên một càng: P = 750 kG Suy ra N A-A =2304 KG. Nội lực tại B: N B = N A-A - Q cột = 1595 kG ứng suất tại mặt cắt AA. A-A = x xAAA W M F N + Ta đi tìm mô men chống uốn W x : Sơ bộ chọn các trục nh hình vẽ: Toạ độ trọng tâm: X c = 0. Y c = F F.y ici Trong đó: y ci - toạ độ trọng tâm của thành phần so với trục X c F i - Diện tích của các hình thành phần Tính toán ta đợc Y C = 6mm Mô men quán tính của mặt cắt A - A J x = J x0 - (2J x1 + J x2 - J x3 - J x4 -J x5 ) Theo công thức tịnh tiến trục ta có: J x = J xi + b i 2 .F i Trong đó: J xi - Mô men quán tính của hình thành phần đối với trục trung tâm của nó. b - khoảng cách trọng tâm hình thành phần đến trục trung tâm của hình ghép. Đại học giao thông vận tải Trang 69 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh J xi = b.h 3 /12 Trong đó: b,h - là chiều rộng và chiều cao của hình chữ nhật. Tính toán ta đợc: J x1 = J x2 = 40,5cm 4 ; J x3 = 4257cm 4 ; J x3 = 2304cm 4 ; J x4 = 3033cm 4 J x0 = 17747cm 4 Suy ra J x = 8072cm 4 J Xc = 8072 + 0,6 2 . 87 = 8103cm 4 W x = 4 764 610 8103 cm ,y J max x == Từ đó suy ra: A = 2 cm/kG265 764 000.180 87 1800 =+ < [] U Vậy kết cấu đã chọn là đủ điều kiện chịu lực. 2.2.3.2. Kiểm tra độ ổ định của cột áp dụng công thức ][ F P 1 Trong đó: P 1 = N B = 1595kG F- Diện tích mặt cắt - Hệ số giảm (tra bảng) [] = 670kG/cm 2 Xác định - Độ mảnh = x i l.à Trong đó: à- Hệ số tính đổi chiều dài( với sơ đồ lực tác dụng nh cột kích thì à = 2) Đại học giao thông vận tải Trang 70 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh - l = h =249cm - i x bán kính quán tính: F J i x x = J x = 8103cm 4 ; F = 87cm 2 i x = 9,65 x = 50 Tra bảng ta có = 0,89 Vậy P 1 /F = 18,3 < [] = 0,89*670 = 605 Kết luận: cột kích thỏa mãn điều kiện ổn định. 2.3. thiết kế bộ truyền đai Chọn công suất động cơ: N đc = N lv / N lv1 = N lv2 = P.v/1000 P- Tải trọng nâng trên mỗi bàn nâng =1250kG = 12500N v- vận tốc nâng , sơ bộ chọn v =1,2m/phút = 0.02m/s Suy ra: 2 4 2 3 3 2 2 1 2lv dc N N = Trong đó: 1 = 0,96 - Hiệu suất bộ truyền đai 2 = 0,95 - Hiệu suất cặp ổ lăn 3 = 0,5 - Hiệu suất bộ truyền vít - đai ốc 4 = 0,97 - Hiệu suất bộ truyền bánh răng nón = 0,278 Từ đó N đc = 1,78 KW Để đảm bảo an toàn cho quá trình làm việc ta chọn động cơ có ký hiệu A02- 41- 6 có công suất 3 KW, tốc độ 960 vòng/phút. 2.3.1 Chọn loại đai Đại học giao thông vận tải Trang 71 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Giả thiết vận tốc của đai là>5m/s.Ta chọn đai loại Acó các thông số: - Kích thớc tiết diện đai: a* h = 13*8mm - Diện tích tiết diện F = 81mm 2 2.3.2. Định đờng kính bánh đai nhỏ D 1 = 50mm Kiểm nghiệm vận tốc đai: s/m . n.D. v 25 100060 11 = = 2.3.3. Tính đờng kính D 2 của bánh lớn Chọn tỷ số truyền đai là 5. Suy ra D 2 = iD 1 = 250mm Vận tốc trục vít n 2 = 192v/p 2.3.4. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A = D 2 = 250mm 2.3.5. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A mm A )DD( )DD(AL 1010 42 2 2 12 12 = ++ += Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1s U = v/L = 2,5 < U max = 10 2.3.6. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài L 8 822 2 12 2 1212 )DD()]DD(L[)DD(L A ++ = Thay số A = 262mm Kiểm tra điều kiện: 0,55(D 1 + D 2 ) +h A 2(D 1 + D 2 ) 173 A 300 Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai: Đại học giao thông vận tải Trang 72 [...]... góc ôm CV = 1,74 - Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc 1000N Suy ra Z V[ ] C C C F = 2, 2 p 0 T V Lờy Z = 3 2. 3.9 Định các kích thớc chủ yếu của bánh đai - Chiều rộng bánh đai B = (Z - 1)t + 2S Tra bảng: h0 = 3,5; t = 16; S = 10; c = 1 ,25 B = 52mm - Đờng kính ngoài cùng bánh đai + Bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2c = 27 5mm + Bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2c = 75mm 2. 3.10 Tính lực căng ban đầu S0, và lực tác dụng lên trục... = Z2 = 52 răng - Chiều dài răng b = 33 mm - Chiều dài nón L = 110,3mm - Góc ăn khớp = 20 0 - Góc mặt nón chia 1 = 2 = 450 - Đờng kính vòng chia d1 = d2 = ms.Z = 3. 52 = 156 mm - Đờng kính vòng đỉnh D1 = D2 = ms(Z +2cos) = 160 mm 2. 4. 12 Tính lực tác dụng 2M x 2. 9,55.10 6.N = = 22 50 N Lực vòng: P1 = P2 = d tb m tb Z1 n Lực hớng tâm: Pr1 = Pa2 = P1.tg.cos = 580N Lực dọc trục: Pa1 = Pr2 = Pr1 = Pa2 = 25 8N... cho phép []txqt = 2, 5.[]N0tx = 2, 5 546 = 1365 N/mm2 - ứng suất uốn cho phép []uqt = 0,8.ch = 0,8 320 = 25 6N/mm2 Đại học giao thông vận tải Thiết kế tốt nghiệp Trang 77 1,05.10 6 ( i + 1)3 / 2 K.N tx = (L 0,5b )i b.n 2 Tạ Văn Tĩnh []tx = 503 < []txqt = 1365kG/mm2 - Kiểm nghiệm sức bền uốn uqt = u.Kqt[]uqt = 94,3 .2 = 188,6 []uqt = 25 6kG/mm2 2. 4.11 Các thông số của bộ truyền - Mô dun mặt nút lớn:... = 25 8N 2. 5 thiết kế tính toán trục vít Truyền động trục vít - đai ốc thờng bị hỏng do mòn ren Để giảm mòn cần chọn vật liệu thích hợp, bôi trơn đầy đủ và tính toán để hạn chế áp suất trên ren 2. 5.1 Tính theo độ bền mòn Đại học giao thông vận tải Trang 78 Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Vít đợc làm bằng thép không tôi 35, đai ốc đợc làm bằng đồng thanh Để giảm mòn thì áp suất trên bề mặt ren không đợc... lên trục R S0 = 0 F = 1 ,2. 81 = 97,2N Đại học giao thông vận tải Thiết kế tốt nghiệp R = 3.S0Z.sin(1 /2) = 896N Trang 74 Tạ Văn Tĩnh 2. 4 thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng Các thông số thiết kế: N = 3KW; n = 960v/p; i = 1; Một năm làm việc 300 ngày; làm việc trong 10 năm; Mỗi ngày làm việc 8 giờ; Tỷ số truyền i = 1 nên hai bánh răng là nh nhau 2. 4.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng Chọn vật liệu... Đại học giao thông vận tải Thiết kế tốt nghiệp Trang 84 Tài liệu tham khảo 1 Cao Trọng Hiền Dao động ô tô Trờng đại học giao thông vận tải Hà Nội - 1997 2 Vũ Đức Lập Dao động ô tô Học viện kỹ thuật quân sự Hà nội - 1994 3 Nguyễn Ngọc Lâm Lý thuyết ô tô Trờng đại học giao thông vận tải Hà nội - 1984 4 Vũ Đức Lập - Nguyễn Phúc Hiệp Lý thuyết xe quân sự Học viện kỹ thuật quân sự Hà nội - 20 00 5 Nguyễn... thanh chọn [P] = 8MPa = 80kG/cm2 Thay số ta co d2 2, 88 Chọn d2 = 4cm Vậy Đờng kính ngoài của vít là d = 4cm, Đờng kính trong là d1 = 3,8cm Để tăng tính tự hãm cho vít ta chọn số mối ren bằng 1 ; mô dun m = 2; bớc ren t = .m =6 ,28 Tính chính xác tốc độ nâng của bàn nâng: Đại học giao thông vận tải Trang 79 Thiết kế tốt nghiệp v = n.t = 1 92. 6 ,28 =1 .20 5 v/p =0, 02 m/s Tạ Văn Tĩnh Điều kiện tự hãm Góc vít phải... 50 -1 = 0,43. 620 = 26 6N/mm2 Suy ra: []u = 98N/mm2 2. 4.3 Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K = 1,4 2. 4.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng L = b = 0,3 L 2. 4.5 Tính chiều dài nón 2 1,05.10 6 K.L 3 L i + 1 (1 0,5 L i[]u ) 0,85 L n 2 Thay số: L 107mm 2. 4.6 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng v= 2. L(1 0,5 L ).n1 2 60.1000 i + 1 = 0,83 Tra bảng chọn cấp chính xác = 9 2. 4.7 Định chính...Trang 73 Thiết kế tốt nghiệp Amin = A - 0,015.L = 24 7mm Tạ Văn Tĩnh Khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng: Amax = A + 0,03.L = 29 7mm 2. 3.7 Tính góc ôm 1 = 180 0 D 2 D1 0 57 = 156 0 Thoả mãn điều kiện > 120 0 A 2. 3.8 Xác định số đai Z cần thiết Chọn ứng suất ban đầu 0 = 1,2N/mm2 và theo trị số D1 tra bảng tìm đợc ứng suất có ích cho phép [p]0 = 1,7N/mm2 Tra bảng tìm đợc: CT... = 28 0 Vậy = 0,19 d1 4.1595 3,14.(3,6) 2 = 156,7 0,19.1000 = 190 kG/cm2 Vậy trục đã chọn là đạt yêu cầu về độ bền và ổn định 2. 6 Chọn ổ đỡ và then - Chọn ổ lăn: vì ổ chịu lực dọc trục lớn nên ta chọn ổ là: đũa côn đỡ chặn, ổ này có thể chịu cả lực hớng tâm và lực dọc trục lớn Chọn ổ có ký hiệu: OCT 333 - 59, các thông số cơ bản của ổ: d = 30; D = 72; Tmax = 21 ; B = 19; c =17; r1 = 2; r1 = 0,8; d2 . Thiết kế tốt nghiệp Tạ Văn Tĩnh Thiết kế thiết bị bảo dỡng sửa chữa tô Kích nâng cơ khí Chơng I mục đích thiết kế Hiện nay số lợng ô tô sử dụng trong các ngành, các. iD 1 = 25 0mm Vận tốc trục vít n 2 = 192v/p 2. 3.4. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A = D 2 = 25 0mm 2. 3.5. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A mm A )DD( )DD(AL 1010 42 2 2 12 12 = ++ += Kiểm. P 1 = P 2 = 22 50 1055 92 2 1 6 == n.Z.m N ,. d M tbtb x N Lực hớng tâm: P r1 = P a2 = P 1 .tg.cos = 580N Lực dọc trục: P a1 = P r2 = P r1 = P a2 = 25 8N 2. 5. thiết kế tính toán trục vít Truyền