Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí LỜI NÓI ĐẦU Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là một trong những kỹ năng cơ sở của sinh viên nghành kỹ thuật. Tuy đã được học ở các môn như Cơ học máy, Chi tiết máy … nhưng phải đến đồ án Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí sinh viên mới có cái nhìn toàn diện về thiết kế máy. Bên cạnh đó, đồ án đã giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học cũng như hoàn thiện những kỹ năng làm việc cơ bản ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Lần đầu tiên bắt tay vào một công việc mới mẻ, một lĩnh vực hoàn toàn khác đó chính là vận dụng của lý thuyết vào thực tế ở một mức độ nào đó. Trong quá trình thiết kế, có những lúc tra cứu các tài liệu không thực sự chuẩn xác vì vậy không tránh khỏi những sai sót. Trong đồ án này em chỉ trình bày một đồ án môn học với những nội dung sau: -Tính toán chung -Thiết kế bộ truyền đai dẹt theo yêu cầu đồ án -Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của hộp giảm tốc. -Tính toán trục và kích thước của hộp giảm tốc . -Bôi trơn và các chi tiết khác Các số liệu, hình vẽ được tham khảo từ tài liệu: Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Thanh Tùng bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Trang 1 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1.Chọn động cơ điện 1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ ct yc P P η = Trong đó P ct : Công suất trên một trục công tác P yc : Công suất trên trục động cơ Hiệu suất của bộ truyền: (1) Tra bảng [ ] 2.3 19 I ta có: Hiệu suất của một cặp ổ lăn : ol η = 0,99 Hiệu suất của bộ đai : 0,96 Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : 0,97 Hiệu suất của khớp nối: kn η = 1 Thay số vào (1) ta có: Trang 2 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí 3 . . . i ol kn d br η η η η η η = Π = = 0,99 8 .0,96.0,97.1 2 = 0,9 Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là : 1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ Trên trục công tác ta có: n lv = D v . .60000 π 300. 6.1.60000 π =102 ( ) . dc sb ct sb n n u= Trong đó : sb d h u u u= (2) Tra bảng ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của: Truyền động đai: 3 Truyền động bánh răng trụ: 4 (hộp giảm tốc một cấp) Thay số vào (2) ta có: 3.4= 12 Suy ra : ( ) . dc sb ct sb n n u = = 102.12 = 1224 (v/ph) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n dc =1450(v/ph) 1.1.3.Chọn động cơ Từ P yc = 0,99kW . n dc =1450v/ph Trang 3 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí Tra bảng phụ lục ta có động cơ điện Kiểu động cơ P đc (KW) d(mm) dc ( / )v ph η 4A80B6Y3 7,5 38 1450 1.2.Phân phối tỉ số truyền 1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống Theo tính toán ở trên ta có: dc n = 1450(v/p) n ct = 102(v/ph) Tỉ số truyền chung của hệ thống là : 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong br u = 4 1.3.Tính các thông số trên các trục 1.3.1.Số vòng quay Theo tính toán ở trên ta có: n dc = 1450(vg/ph) Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là: Trang 4 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí Số vòng quay thực của trục công tác là: 1.3.2.Công suất Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: P ct = 5,6( WK ) Công suất trên trục II là : Công suất trên trục I là : Công suất thực của động cơ là: 1.3.3.Mômen xoắn trên các trục Mômen xoắn trên trục I là : Mômen xoắn trên trục II là : Mômen xoắn trên trục công tác là: Trang 5 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí Mômen xoắn thực trên trục động cơ là : 1.3.4Bảng thông số động học Thông số/Trục Động Cơ I II Công Tác U =4 =1 n(v/ph) 1450 102 102 P(KW) 7,5 5,83 5,6 5,6 T(N.mm) 524313,7 Trang 6 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT 2.1 Chọn loại đai. Chọn loại đai vải cao su. 2.2 Xác định đường kính bánh đai. Với thông số đầu vào: N công suất trên trục dẫn : N 3 = 5,6 ( kw) n số vòng quay / phút trục dẫn :n 2 = 102 ( v/p) Theo công thức (5.6).[2]: Thì D 1 = (1100 ÷ 1300 ) . 3 3 3 N n = (418÷494) (mm) Kiểm nghiệm vận tốc V= 1 3 .D .n 60.1000 π =1,6 (m/s) ≤ 1,5 ÷ 2 (m/s) Hệ số trượt của vải cao su là ξ chọn ξ = 0,02 ta có : Tính D 2 . Theo (5.8).[2] ta có: Trang 7 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí 2 1 D i.D .(1 ) 3.(360 425) 1080 1275 = − ξ = ÷ = ÷ (mm) Quy chuẩn theo bảng 5.1 (T81).[2] Ta chọn được: 1 2 D 400mm D 1120mm =   =  Tính lại số vòng quay thực n bd của bánh bị dẫn: n bd = (1- ξ ) 1 3 2 D n D × =(1-0,02). 35.7(v/p) Sai số vòng quay theo yêu cầu : n∆ = ct bd ct n n n − = 42,44 44,57 5% 42,44 − = Với n ct là số vòng quay của trục công tác. Vậy sai số n ∆ nằm trong phạm vi cho phép (4÷5)% nên chọn D 2 hợp lý. 2.3 Định khoảng cách trục A và chiều dài L. Để góc ôm đủ lớn: A 2≥ (D 1 +D 2 ) = 2(400+1120)=3040 mm Lấy A=3040 mm Theo công thức (4.4).[1] ta tính được L: 2 2 1 2 1 2 (D D ) (400 1120) L 2A (D D ) 2.3040 (400 1120) 8510(mm) 2 4A 2 4.3040 π − π − = + + + = + + + = 2.4 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ: ( 1 α ) Trang 8 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí Theo(4.7).[1] : 1 α = O 0 0 0 O O 2 1 D D 1120 400 180 57 180 57 166,5 150 A 3040 − − − × = − × = > Vậy thỏa mãn điều kiện. 2.5 Định tiết diện đây đai ( b, δ ) Để giảm ứng suất uốn chiều dày δ đai chọn theo 1 D δ sao cho: Theo (5.12).[2] 1 max 1 1 D D 40 δ δ   ≤ =     1 1 400.1 D 10 40 40 δ ≤ × = = Theo bảng 5-3 (T83).[2]. Ta chọn đai vải cao su loại B có chiều dày 10mmδ = Theo công thức (5-13).[2]. Tính chiều rộng của dây đai b= p t V b 0 1000.N V. . .c .c .c .c α   δ σ   Trong đó: 1 1 .D .n .400.102 V 2,13 60.1000 60000 π π = = = m/s Trang 9 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí Theo các số liệu từ cuốn [2] ta tra được số liệu như sau: c t : hệ số xét ảnh hưởng chế độ tải trọng theo 5-7 (T 86) chọn c t =0,5 α c :hệ số xét ảnh hưởng góc ôm theo 5-6 (T 85) chọn c 0,96 α = c V :hệ số xét ảnh hưởng vận tốc theo 5-8 (T 87) chọn c v =1,03 c b : hế số xét ảnh hưởng cách bố trí bộ truyền theo 5-9 (T 87) chọn c b =1 p o   σ   : ứng suất cho phép đai dẹt theo 5-5 (T 85) Lấy sức căng ban đầu 0 σ =1,8 N/mm 2 theo trị số 1 D 400 40 10 = = δ tra theo bảng 5-5 (T 85) chọn p 0 2,25   σ =   Công thức(5.13).[2]: → b p 0 t v b 1000.N 1000.5,6 150 V. .[ ] C .C .C .C 2,13.10.2,25.0,5.0,96.1,03.1 α ≥ = = δ σ ( mm) Vậy theo 5.4 (T 84) → b=150 (mm) 2.6 Định chiều rộng bánh đai Chiều rộng B của bánh đai được tính theo công thức: B = 1,1b + ( ) 1510 ÷ mm Thay số ta được: Trang 10 [...]... khớp trong 1 vòng quay: c =1 n – Vận tốc vòng của bánh răng t∑ – tổng số thời gian làm việc của bánh răng   N HE1 = N FE1 = 60.c.n1.tΣ = 60 .1. 267, 44.7500 = 12 0.35 .10 6   n1 267, 44 7500 = 30 .10 6  N HE 2 = N FE 2 = 60.c.n2 tΣ = 60.c .tΣ = 60 .1 u 4  Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1 NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1 NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1 Trang 15 Đồ án chi tiết... KFL2= 1 Do vậy ta có:  σ0 450 [σ H 1 ] = H lim1 Z R Z v K xH K HL1 = 1. 1 = 409 ,10 MPa)  SH1 1, 1   σ0 430 1. 1 = 390, 91( MPa) [σ H 2 ] = H lim 2 Z R Z v K xH K HL 2 = SH 2 1, 1   0 [σ ] = σ F lim1 Y Y K K = 342 1. 1 = 19 5, 43( MPa) R S xF FL1  F1 SF1 1, 75  0 σ F lim 2 324  YRYS K xF K FL 2 = 1. 1 = 18 5 ,14 ( MPa) [σ F 2 ] = S 1, 75  F2 [σH ] = [ σ H1 ] + [ σ H 2 ] Do đây là bộ truyền bánh răng trụ. .. β K Fv = 1, 37 .1, 07 .1, 03 = 1, 51 Yε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Yε = 1 1 = = 0, 66 ε α 1, 51 Yβ = 1 − Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: β0 10 , 260 = 1 = 0,93 14 00 14 00 YF1, YF2 – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương ZV1 và ZV2: Z1 25   Z v1 = cos3 β = cos3 10 , 260 = 26, 24   98 Z = Z2 = = 10 2,86  v 2 cos3 β cos3 10 , 260  B Tra bảng 6 .18 [ 1] 10 9 với: Zv1 =26,24... của cặp bánh răng: Trang 18 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí 2.aw 2 .12 5  = = 50(mm) d w1 = it + 1 3,92 + 1  d = 2.a − d = 2 .12 5 − 50 = 200(mm) w w1  w2 v= Vận tốc trung bình của bánh răng: B π d w1.n1 π 50.267, 44 = = 0, 70(m / s ) 60000 60000 6 .13 [1] 10 6 Tra bảng với bánh răng trụ răng nghiêng và v = 0,70 (m/s) ta được cấp chính xác của bộ truyền là: CCX= 9 PL Tra phụ lục 2.3 [1] 250.. .Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí ÷ B = 1, 1 .15 0+ (10 15 ) mm =16 5+ (10 15) mm Dựa vào kết quả tính toán và bảng 5 .10 chọn chiều rộng bánh đai B =16 5 (mm) Kiểm tra điều kiện 6< B =17 5 mm < D1=400 mm; D 2 11 20 = = 6, 4 < 12 B 17 5 Vậy thỏa mãn điều kiện 2.7.Tính lực căng ban đầu S0 và lực căng trên trục Lực căng ban đầu (5 .14 ).[2]: σ 0 δ b S0 = = 1, 8 .10 .15 0=2700 (N) σ 0 = 1, 8 ÷ 2 đó (trong... trục II lm 2 = (1, 2 1, 5) d 2 = (1, 2 1, 5)35 = (42 52,5) => lm 2 = 50mm Chiều dài may ơ bánh răng trục I lm1= (1, 2 1, 5)d1= (1, 2 1, 5)30=(36…45) mm Trang 32 Đồ án chi tiết máy chọn Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí lm1 = 45mm Chiều dài phần chìa trục I lmc = (1, 4 ÷ 2, 5)d => lmc1 = (1, 4 ÷ 2,5)d1 = (1, 4 ÷ 2,5)30 = 42 75(mm) Chọn lmc1=50 mm B 10 .3 [ 1] 18 9 Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo... = 1  YRYS K xF = 1 SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: Tra bảng B 6.2 [1] 94 với:  Bánh răng chủ động: SH1= 1, 1; SF1= 1, 75  Bánh răng bị động: SH2= 1, 1; SF2= 1, 75 σ 0 H lim 0 , σ F lim - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở: 0 σ H lim = 2 HB + 70   0 σ F lim = 1, 8 HB  Bánh chủ động: Bánh bị động: => 0 σ H lim1 = 2 HB1 + 70 = 2 .19 0... 8044 Trang 12 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Thông số đầu vào: P=PI= 5,83 (KW) T1=TI=(N.mm) n1=nI= 408,45 (v/ph) i=ibr=4 Lh=7500 (h) 3 .1 Chọn vật liệu bánh răng B Tra bảng 6 .1 [1] 92 , ta chọn: Vật liệu bánh răng lớn: Nhãn hiệu thép: 45 • Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa • HB :17 0 ÷ 217 Độ rắn: Ta chọn HB2 =18 0 • Giới... chi tiết quay: k1 =10 mm; -Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2 =10 mm; -Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=5mm; -Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20mm 4.3 .1 Với trục I l1c = 0,5.(lmc1 + b 01) + k3 + hn = 0,5.(50 +19 )+5+20=60 mm l12= 0,5.(lm1+b 01) +k1 + k2=0,5.( 45 +19 ) +10 +10 =52 mm l 11 = 2.l12 = 2 52 = 10 4mm 4.3.2 Với trục II l 21 = l 11 =10 4 mm ; l22 = l12 = 52 mm ; l2c=... dụng lên trục(5 .15 ).[2]: R = 3.S0.sin 1 2 = 3.2700.sin 16 6.5o 2 = 8044 (N) 2.8.Bảng kết quả tính toán Trang 11 Đồ án chi tiết máy Bộ môn Kĩ Thuật Cơ Khí Thông số Giá trị Đường kính bánh đai nhỏ D1(mm) 400 Đường kính bánh đai lớn D2(mm) 11 20 Chiều rộng bánh đai B(mm) 17 0 Chiều rộng dây đai b(mm) 15 0 Chiều dài đai L(mm) 8 510 Khoảng cách trục A(mm) 3040 Lực căng ban đầu S0 (N) 2700 Lực tác dụng lên trục