Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ Án Chi Tiết Máy Đồ Án Môn Học 1 Hộp Giảm Tốc 2 Cấp Đồng Trục Sinh Viên Đại Học Bách Khoa TP.HCM thực hiện . Dành cho sinh viên ngành Cơ Khí và KT Giao Thông làm đồ án chi tiết máy . Tài liệu chỉ có tính chất tham khảo . Chúc các bạn học tập thật tốt
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh LỜI NÓI ĐẦU *** Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí. Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu. Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, 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 sinh viên cơ khí. Em chân thành cảm ơn thầy Dương Đăng Danh , các thầy cô khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án. Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô. Kính chúc quý thầy cô sức khỏe. 1 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh MỤC LỤC *** LỜI MỞ ĐẦU… I. CHỌN ĐỘNG CƠ – PHÂN PHỒI TỈ SỐ TRUYỀN……………. 5 II. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN……………………………………… 7 1. Thiết Kế Bộ Truyền Đai Thang………………………………………7 2. Thiết Kế Bộ Truyền Bánh Răng…………………………………… 10 a. Thiết Kế Bộ Truyền Cấp Chậm………………………………… 10 b. Thiết Kế Bộ Truyền Cấp Nhanh ……………………………… 16 III. THIẾT KẾ TRỤC – THEN – Ô LĂN – NỐI TRỤC 19 1. Thiết Kế Trục 19 a. Phân Tích Và Tính Toán Các Lực Tác Dụng Lên Trục 19 b. Chọn Vật Liệu 20 c. Tính Sơ Bộ Trục 20 d. Xác Định Khoảng Cách Giữa Các Gối Đỡ Và Điểm Đặt Lực 20 e. Xác Định Đường Kính Và Chiều Dài Các Đoạn Trục 21 f. Kiểm Nghiệm Trục 30 2. THEN 32 a. Chọn Then 3 2 2 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh b. Kiểm nghiệm then 32 3. Ổ LĂN 33 a. Ổ Lăn Trục I 33 b. Ổ Lăn Trục II 34 c. Ổ Lăn Trục III 35 4. NỐI TRỤC 3 6 IV. THIẾT KẾ VỎ HỘP – CHỌN BU-LÔNG – CHỌN CÁC CHI TIẾT KHÁC 37 1. Các Kích Thước Của Vỏ Hộp 37 2. Các Chi Tiết Phụ Khác 38 a. Bu-lông vòng 38 b. Chốt định vị 38 c. Cửa thăm 39 d. Nút Thông Hơi 39 e. Nút Tháo Dầu 40 f. Que thăm dầu 41 g. Vòng chắn dầu 41 V. CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP 42 3 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh 1. Chọn Kiểu Lắp Ghép 42 2. Dung Sai Và Lắp Ghép Mối Ghép Then 42 3. Các Kiểu Lắp Ghép 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 4 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh ĐỀ 5 – PHƯƠNG ÁN 16 1. Động cơ điện 3 pha không đồng bộ 2. Bộ truyền đai thang 3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục 4. Nối trục đàn hồi 5. Xích tải ( Quay 1 chiều , tải va đập nhẹ , 1 ca làm việc 8 giờ ) Công suất trên trục xích tải P , kW 7.5 Số vòng quay trên trục xích tải n , v/ph 75 Thời Gian Phục Vụ L , năm 8 Số ngày làm/năm Kng, ngày 280 Số ca làm việc trong ngày , ca 3 t 1 , giây 10 t 2 , giây 11 t 2 , giây 16 T 1 T T 2 0.7T T 3 0.8T 5 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh I. CHỌN ĐỘNG CƠ – PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN • Công suất đẳng trị 2 10 5,39 10,24 7,5 6,24( ) 10 11 16 i i td i T t T P P kW t ÷ + + = = ≈ + + ∑ ∑ • Chọn hiệu suất của hệ thống Tra bảng 3.3 [1] - Hiệu suất bộ truyền đai để hở : 0,96 d η = - Hiệu suất của cặp bánh răng trụ được che kín : 0,98 br η = - Hiệu suất của cặp ổ lăn : 0,99 ol η = - Hiệu suất của khớp nối trục : 1 kn η = 2 4 2 4 0,96 0.98 0.99 1 0.88 d br ol kn η η η η η = × × × = × × × ≈ • Công suất cần thiết d 6,24 7,1( ) 0,88 t ct P P kW η = = = • Xác định vòng quay sơ bộ của động cơ - Chọn tỉ số truyển bộ truyền đai : 4 d u = - Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp răng trụ : 9 h u = 4 9 36 ch d h u u u = × = × = 75 36 2700 sb dc lv ch n n u = × = × = Chọn động cơ 4A112M2Y3 6 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh Kiểu động cơ Công suất, kW Vận tốc quay , v/p cos ϕ % η max dn T T K dn T T 4A112M2Y3 7,5 2922 0,88 87, 5 2,2 2,0 Tỉ số truyển thực : 2922 38,96 75 dc ch lv n u n = = = • Hộp giảm tốc - Chọn tỉ số truyền sơ bộ: 9 h u = - Chọn tỉ số truyền cấp nhanh bằng cấp chậm : 3 nh ch h u u u = = = - Tỉ số truyền cuối cùng của cặp bánh răng : 3 br u = • Tỉ số truyền bộ truyền đai : 2 38,96 4,33 3 ch d h u u u = = = • Bảng đặc tính : Trục động cơ TRục I Trục II Trục III Trục xích tải u 4,33 3 3 1 n , v/ph 2922 675 225 75 75 P 8,47 8,05 7,80 7,58 7,5 T , Nmm 27682,58 113892,5 9 331066,6 7 965186,6 7 955000 7 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh II. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 1. Bộ Truyền Đai Thang 8,47( ) 27682,58( ) 2922( / ) 4,33 d P kW T Nmm n v ph u = = = = - Dựa vào bảng 4.1 Kí hiệu Kích thước tiết diện Diện tích tiết diện A Đường kính bánh đai nhỏ d 1 Chiều dài giới hạn , l b t b h y 0 A 11 13 8 2,8 81 100-200 560-4000 - Chọn đường kính bánh đai nhỏ : 1 125d mm= - Vận tốc đai : 1 1 125 2922 19,12( / ) 60000 60000 d n v m s π π × × × × = = = - Nhỏ hơn vận tốc cho phép max 25 /v m s = - Chọn 0,02 ε = , đường kính bánh đai lớn là 8 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh 2 1 552,3( ) 1 u d d mm ε = = − - Chọn kích thước bánh đai lớn theo tiêu chuẩn : 2 560d mm = - Như vậy tỉ số truyền thực tế : ( ) 2 1 1 560 0,98 4,39 125 t d u d ε − × = = = - Sai số của tỉ số truyền giữa thực tế và chọn : 4,39 4,33 1,38% 4,33 t u u u u − − ∆ = = = ( nằm trong khoảng cho phép ) - Theo bảng 4.14 , với 4,39u = ta có tỉ số 2 0,9 a d = - Khoảng cách trục : 504a mm = - Chiều dài sơ bộ của đai : ( ) 2 1 2 1 2 ( ) 2 2 4 2316,74( ) d d d d l a a l mm π + + = + + ⇔ = - Chọn theo tiêu chuẩn : 2500l mm = - Số vòng chạy của đai trong 1s : max 19,12 7,648 10( / ) 2500 v i i m s l = = = ≤ = - Tính lại khoảng cách trục theo chiều dài đai tiêu chuẩn 2500l mm = 2 2 8 4 a λ λ + − ∆ = 9 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh o 1 2 2 d d l λ π + = − o 2 1 2 d d − ∆ = - Khoảng cách trục : 677( )a mm = - Xác định góc ôm đai : ( ) 0 0 0 2 1 1 57 180 143,38 d d a α − × = − = - Xác định số đai : Dựa vào bảng 4.7 , 4.15, 4.16, 4.17, 4.18 , 4.19 [ ] 1 0 d l u z P K z P C C C C α × = o 1 8,47( )P kW = o 1,25 d K = o 1 1 0,0025(180 ) 0,91C α α = − − = o 0 1,07( / 1,4) l C l l = ≈ o 1,14( 3) u C u = ≥ o [ ] 0 3,02( 19,12 / )P v m s = = o 0,95 z C = - Số đai : 3,324z = , Chọn số đai là 4 - Dựa vào bảng 4.21 : Kí hiệu tiết diện đai H h 0 t e 0 34 ϕ = 0 36 ϕ = 0 38 ϕ = 0 40 ϕ = d b 1 d b 1 d b 1 d b 1 A 12, 3, 15 10 90 112 10 125 1 10, 180 4 10 180 ≥ 10, 10 [...]... = 65(mm) d = 55(mm) D 32 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh 33 Đồ Án Chi Tiết Máy f GVHD : Dương Đăng Danh Kiểm Nghiệm Trục − Kết cấu trục bảo đảm được độ bền nếu tại các tiết diện nguy hiểm thõa mãn điều kiện sau : sj = sσ j ×sτ j s +s 2 σj 2 τj ≥ [ s] σ −1 sσ j = Kσ djσ aj +ψ 0σ mj τ −1 s = τ j Kτ djτ aj +ψ ττ mj − − σ b = 700( MPa) Vật liệu làm trục thép C45 : Giới hạn mỏi... 0,75T 2 = 339206,81( Nmm) dB ≥ − 3 M td = 40,78(mm) 0,1[ σ ] Tiết diện C 2 M tdC = M x2 + M y + 0,75T 2 = 544393,75( Nmm) dC ≥ − − 3 M td = 47,75( mm) 0,1[ σ ] M td = 0 Tiết diện A và D : Chọn theo tiểu chuẩn : 29 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh d B = dC = 50(mm) d A = d D = 40(mm) 30 Đồ Án Chi Tiết Máy • GVHD : Dương Đăng Danh TRỤC III T3 = 965186,57( Nmm) F = 7357,03( N ) t4 F... 02( mm) 0,1[ σ ] Tiết Diện B : 26 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh 2 M td B = M x2 + M y + 0,75T 2 = 125827,76( Nmm) dB ≥ − 3 M td = 27,13(mm) 0,1[ σ ] Tiết Diện C : 2 M tdC = M x2 + M y + 0,75T 2 = 148646,124( Nmm) dC ≥ − 3 M td = 28,67( mm) 0,1[ σ ] Chọn theo tiểu chuẩn : d A = 26(mm) d B = d D = 30(mm) d = 34(mm) C 27 Đồ Án Chi Tiết Máy • GVHD : Dương Đăng Danh TRỤC II T2 = 331066,67(... b x1 = 0, x2 = 0 CẤP NHANH T1 = 113892,59( Nmm) n = 675 u =3 Đối với hộp giảm tốc đồng trục , thông số răng cấp nhanh giống với cấp chậm chỉ khác về bề rộng răng • Tính tỉ số ψ ba 19 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh ψ ba( nh ) ≥ T1I ψ ba( ch) T1II ⇒ ψ ba ≥ 0,137 Chọn ψ ba = 0, 2 bw = aw × ba = 180 × 0,2 = 36(mm) ψ • Chi u rộng vành răng : • • Kiểm nghiệm độ bền uốn ψ bd = 0,53ψ ba (u +... − Chi u dài may-ơ bánh đai : lm12 = (1,2 ÷ 1,5) d1 = 44( mm) − Chi u dài may-ơ bánh răng : lm 22 = lm13 = (1, 2 ÷1,5) d 2 = 60(mm) o lm 32 = lm 23 = (1,2 ÷ 1,5)d 3 = 82(mm) o lm 33 = (1, 4 ÷ 2,5)d3 = 120( mm) − Chi u dài may-ơ khớp nối : − Trị số các khoảng cách , tra bảng 10.3[1] : 24 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh k1 = 10(mm) k = 8(mm) 2 k3 = 15(mm) hn = 18(mm) − Tính toán... vòng chia d1 = 90(mm), d 2 = 270(mm) Đường kính vòng lăn d w1 = d1 , d w 2 = d 2 Đường kính đỉnh răng d a1 = 96(mm), d a2 = 276(mm) Đường kính đáy răng d f1 = 82,5(mm), d f 2 = 262,5(mm) Bề rộng răng b1 = 42(mm), b2 = 36(mm ) 21 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh x1 = 0, x2 = 0 Hệ số dịch chỉnh THIẾT KẾ TRỤC – THEN – Ô LĂN – NỐI TRỤC III 1 TRỤC a Phân Tích Và Tính Toán Các Lực Tác Dụng Lên Trục. .. εσ Kτ , ετ , tra bảng 10.11 Tiết diện sσ sτ s I-A I-C II-B II-C III-B III-D 5,58 10,3 4,03 8,6 - 6,97 14,4 14,9 14,9 11,1 7,01 5,20 8,47 3,89 6,79 s ≥ [ s ] = 2,5 35 Đồ Án Chi Tiết Máy − 2 GVHD : Dương Đăng Danh Tất cả các tiết diện đều thỏa hệ số an toàn THEN a Chọn Then Dựa vào bảng 9.1a [1] Tiết diện Đường kính trục Bề rộng then Chi u cao , d (mm) , b (mm) then , h (mm) Chi u dài then , l (mm) I-A... 177,02( MPa ) − Ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j σ aj = σ max j − σ min j σ + σ min j ;σ mj = max j 2 2 σ aj = σ max j = − − Wj ;σ mj = 0 Đối với trục quay : (10.22) Trục quay 1 chi u ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ τ mj = τ aj = − Mj τ max j T = j 2 2W0 j mạch động : (10.23) Trục có 2 rãnh thẽn : Tính theo bảng 10.6 [1] 34 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh 2 π d 3 bt1 ( d j... = Ay + FtKN Ay = 5187,11( N ) ⇒ C y = 246,04( N ) − Xác định các tiết diện − Tiết diện B 31 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD : Dương Đăng Danh 2 M tdB = M x2 + M y + 0,75T 2 = 960076, 2( Nmm) dB ≥ − 3 M td = 58, 48( mm) 0,1[ σ ] Tiết diện C 2 M tdC = M x2 + M y + 0,75T 2 = 866420, 28( Nmm) dC ≥ − 3 M td = 56,51( mm) 0,1[ σ ] Tiết diện D 2 M tdD = M x2 + M y + 0,75T 2 = 835879,06( Nmm) dD ≥ − 3 M td.. .Đồ Án Chi Tiết Máy 5 - GVHD : Dương Đăng Danh 3 60 1 00 ,2 3 Chi u rộng bánh đai : B = ( z − 1)t + 2e = 65(mm) - Đường kính ngoài của bánh đai : d a = d + 2h0 = 131, 6(mm) - Lực căng trên 1 đai : F0 = 780 ×P ×K d 1 + Fv v ×Cα ×z Fv = qm ×v 2 = 0,105 × 19,122 = 38,39( N ) o o o o o v = 19,12(m / s ) P1 = 8,47(kW ) z=4 Cα = 0,91 K d = 1,25 o ⇒ F0 = 157,1(N) - Lực tác dụng lên trục : Fr =