Đang tải... (xem toàn văn)
Loại hộp: Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng
ỏn chi tit mỏy Hp gim tc 1 cp Bộ công thƯơng Trờng đại học kinh tế kỹ thuật công nghệp Khoa cơ khí đồ án môn học CHI TIT MY Số đề: . Họ và tên sinh viên : T Vn Ngụn Lớp: LTĐH CK3 A1 Khoá: 3 Khoa: Cơ Khí Giáo viên hớng dẫn: Vũ Đức Quang. Nội dung THIT K HP GIM TC MT CP Loi hp: Hp gim tc bỏnh rng tr rng nghiờng T mm = 1,35T t 1 = 7,55h tt mm = 2s tt ck = 8h 1. ng c 3. Hp gim tc bỏnh rng tr rng nghiờng 4. B truyn ai 2. Ni trc n hi 5. Bng ti lm vic mt chiu Cỏc s liu cho trc: 1. Lc kộo bng ti: F = 8500 N 2. Vn tc bng ti: v = 0.7 m/s 3. ng kớnh tang: D = 400 mm 4. Thi hn phc v: l h = 16.400 gi 5. S ca lm vic:S ca = 2 ca/ngy (8h/ca) GV HD: V c Quang Lp : LTH CK3 A1 - 3 - ỏn chi tit mỏy Hp gim tc 1 cp 6. Gúc nghiờng ng ni tõm b truyn ngoi: 90 o 7. c tớnh lm vic: Va p nh Yêu cầu thực hiện: I. Phần thuyết minh: Trỡnh by y cỏc ni dung tớnh toỏn thit k, bao gm: - Tớnh chn ng c, phõn phi t s truyn v mụ men xon trờn cỏc trc. - Tớnh toỏn b truyn ngoi. - Tớnh toỏn b truyn bỏnh rng. - Tớnh toỏn thit k trc. - Tớnh chn . - Tớnh toỏn kt cu hp. II. Phần bản vẽ: TT Tên bản vẽ Kh giy S lng 1 Bn v lp hp gim tc A 0 1 2 Cỏc bn v ph nu cn A 3 1 Ngày giao đề:/ /2011 Ngày hoàn thành://2011 Hà Nội, ngày . thángnăm 2011 TRNG KHOA GIO VIấN HNG DN PHN M U GV HD: V c Quang Lp : LTH CK3 A1 - 4 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp 1./Lý do chọn đề tài Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạo máy. Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiện nay. Với một sinh viên đang chuẩn bị tốt nghiệp ra trường như chúng em đây,việc chọn một đề tài để khởi đầu cho lĩnh vực mình làm sau này là vấn đề có ý nghĩa rất quan trọng. Nó giúp sinh viên tiếp xúc và làm quen với việc thiết kế để có nền tảng cho chuyên ngành này.Chính vì nó có ý nghĩa như vậy nên việc em chọn đề tài khởi đầu cho môn thiết kế máy với lý do sau đây: -Đề tài này với những chi tiết máy rất phổ biến mà nó lại được dùng rộng rãi trong các máy móc khác nhau. -Kết cấu của đề tài lại đơn giản phù hợp với một người sinh viên sắp tốt nghiệp ra trường như em. -Em có thể sử dụng kiến thức cơ sở đã được học để tính toán thiết kế bên cạnh đó em có thể kiểm nghiệm được những gì mình tiếp thu được trong suốt quá trình học. -Nó là tiền đề để em thiết kế những cơ cấu phức tạp và hướng nghiệp trong tương lai. 2./Mục đích nghiên cứu của đồ án,đối tượng và phạm vi nghiên cứu Mục đích: Nắm được trình tự thiết kế máy Nắm được các kiến thức cơ sở của quá trình thiết kế máy,kết hợp các môn học cơ sở được học từ trước để thực hiện. Hiểu được cơ bản về cấu tạo ,nguyên lý làm việc và các phương pháp tính toán thiết kế chi tiết máy,biết phân tích tổng hợp vấn đề ,vận dụng linh hoạt lý thuyết vào thực tiễn để trong trường hợp cụ thể có thể giải quyết tốt nhất vấn đề thiết kế chi tiết máy. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này là cấu tạo nguyên lý làm việc và phương pháp thiết kế của: GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 5 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp Các chi tiết máy như:bánh răng,trục ,ổ trục ,bulông ,vỏ máy ,then,… Các mối ghép cơ khí,các truyền động cơ khí:then,ren,truyền động bánh răng,đai,và các ổ đỡ. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu cấu tạo ,nguyên lý làm việc dựa trên lý thuyết và thực nghiệp.Lý thuyết tính toán chi tiết máy được xây dựng trên cơ sở những kiến thức toán học, vật lý, cơ học lý thuyết ,nguyên lý máy,sức bền vật liệu,vật liệu học,chi tiết máy… Do khối lượng kiến thức tổng hợp nhiều , còn có những mảng chưa nắm vững và thời gian có hạn cho nên dù đã rất cố gắng, song bài làm của em không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy, cô cùng các bạn trong lớp giúp em có được những kiến thức thật cần thiết để sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc . Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn và đặc biệt là thầy Vũ Đức Quang đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án của mình. PHẦN I: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 6 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp 1.1. Chọn động cơ: Trong các hệ dẫn động cơ khí, động cơ điện được sử dụng hết sức phổ biến. Có nhiều loại động cơ điện khác nhau, tuy nhiên do có nhiều ưu điểm so với các loại động cơ điện khác (kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy .) động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ ngắn mạch được sử dụng phổ biến hơn cả. Quá trình tính toán và lựa chọn ĐC cho hệ dẫn động được thực hiện thông qua các bước tính toán về: Công suất động cơ Số vòng quay đồng bộ sơ bộ của động cơ Các yêu cầu về momen mở máy, quá tải và phương pháp lắp đặt 1.1.1 Công suất động cơ: Công suất trên trục động cơ được tính theo công thức (2.8) sách Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 [TTTKHDĐCK] η t ct P P = Trong đó: + P ct : là công suất cần thiết trên trục động cơ + P t : công suất tính toán trên máy công tác(kw) + η : là hiệu suất truyền động. Giá trị của η được xác định theo công thức (2.9) [TTTKHDĐCK] : . 321 ηηηη = Với .,, 321 ηηη là hiệu suất truyền động của các bộ truyền, các cặp ổ trong hệ thống dẫn động. GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 7 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp 1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 4. Bộ truyền đai 2. Nối trục đàn hồi 5. Băng tải làm việc một chiều Căn cứ, vào sơ đồ kết cấu bộ truyền và giá trị hiệu suất của các loại bộ truyền, các cặp ổ theo bảng 2.3 [TTTKHDĐCK] ta có: + Hiệu suất nối trục k η = 0,99 + Hiệu suất ổ lăn ol η = 0,99 + Hiệu suất một cặp bánh răng trong hộp giảm tốc br η = 0,97 + Hiệu suất bộ truyền đai đ η = 0,95 3 3 0,99.0,99 .0,97.0,95 0,885 k ol br đ η η η η η = = = Với giả thiết hệ thống dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi theo 2.11 [TTTKHDĐCK] : . 8500.0,7 5,95 1000 1000 t lv F v P P= = = = kW Trong đó: F: là lực kéo băng tải, N V: là vận tốc băng tải, m/s ⇒ 5,95 6,72 0,885 ct P = = kW GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 8 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp 1.1.2 Số vòng quay trên trục công tác: 60.000 60.000 0,7 33, 44 . 400 lv v n D π π × × = = = × (v/ph) Trong đó: D là đường kính tang quay (mm/s) v là vận tốc băng tải (m/s) 1.1.3. Chọn tỷ số truyền sơ bộ : hnsb uuu ×= + Tra Bảng 2.4[TTTKHDĐCK], chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh răng một cấp là h u = 5 ; và bộ truyền đai là đ u = 4 ⇒ 5 4 20 sb u = × = 1.1.4.Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ : 33,44.20 668,8 sb lv sb n n u= × = = (v/ph) 1.1.5 Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ : Chọn 750 t db n = (v/ph) 1.1.6 Chọn động cơ: Tra bảng phụ lục P1.3 [TTTKHDĐCK] với P ct = 6,72 (kW), 750 t db n = , chọn động cơ có số hiệu 4A160S8Y3 có đc P =7,5 kW, số vòng quay đc n =730 vg/ph. T K /T dn = 1,4 > T mm /T 1 = 1,35. ⇒Vậy chọn động cơ có thông số như trên là hợp lý II. Phân phối tỷ số truyền. 1. Tỷ số truyền của hệ dẫn động là: 730 21,83 33,44 đc t lv n u n = = = mà t u . đ h u u = Trong đó : u t : tỷ số truyền tổng đ u : là tỷ số truyền bộ truyền đai h u : là tỷ số truyền của hộp giảm tốc GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 9 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp - Theo dãy số tiêu chuẩn của đ u : ta chọn đ u = 4,5 ⇒ h u = 21,83 4,85 4,5 t đ u u = = Vậy ta có: u h = 4,85 III. Xác định các thông số trên các trục : 3.1 Số vòng quay. Số vòng quay trên trục động cơ là: n đc = 730 (vòng/phút). Số vòng quay trục I : 730 730 1 đc I k n n u = = = (vòng/phút). Số vòng quay trục II: n II = br I u n = 730 4,85 = 150,51 (vòng/phút). Số vòng quay trên trục công tác: n * ct = đ II u n = 150,51 4,5 = 33,44 (vòng/phút). 3.2 Công suất trên các trục Gồm các trục: Trục động cơ Trục bánh răng nhỏ: trục I Trục bánh răng lớn : trục II Trục công tác Công suất trên trục công tác: P ct = P lv = 6,72 (KW). Công suất trên trục II: P 2 = đol ct P ηη . = 6,72 0,99.0,95 = 7,14 (KW). Công suất trên trục I: P 1 = brol P ηη . 2 = 7,14 0,99.0,97 = 7,43 (KW). Công suất thực của trục động cơ: * 1 dc ol k P 7,43 P η .η 0,99.1 = = = 7.50 (KW). GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 10 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp 3.3 Tính momen xoắn trên các trục. Áp dụng công thức : T i =9,55.10 6 . i i n P ta có: Mô men xoắn trên trục động cơ : T đc = 9,55. 10 6 . 6 7,50 9,55.10 . 98116,43 730 dc dc P n = = (N.mm). Mô men xoắn trên trục I: T 1 = 6 6 1 1 7,43 9,55.10 . 9,55.10 . 97200,68 730 P n = = (N.mm). Mô men xoắn trên trục II: T 2 = 6 6 2 2 P 7,14 9,55. 10 . 9,55.10 . 453039,66 n 150,51 = = (N.mm). Mô men xoắn trên trục công tác: T ct = 6 6 ct ct P 6,72 9,55. 10 . 9,55.10 . 1203375, 21 n 53,33 = = (N.mm). 3.4 Bảng thông số động học. Từ những kết quả tính toán trên ta có bảng sau: Trục Thông số T.S.T Động cơ I II Công tác 1 4,85 4,5 n (vg/ph) 730 730 150,51 33,44 P (KW) 7,5 7,43 7,14 7,50 T (N.mm) 98116,43 97200,68 453039,66 1203375,21 Chương II. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI 2.1. Chọn loại đai GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 11 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp Căn cứ công suất động cơ P = 7,5kW, tỷ số truyền U đ = 4,5 và điều kiện làm việc va đập nhẹ ta chọn: Đai hình thang thường. 2.2. Xác định các thông số bộ truyền 2.2.1 Đường kính bánh đai nhỏ. Với P ct = 6,72 (kW) ta có: Theo hình 4.1 chọn tiết diện đai B Loại đai Kí hiệu Kích thước tiết diện b t b h y 0 Diện tích tiết diện A (mm 2 ) Đường kính bánh đai nhỏ d 1 (mm) Chiều dài giới hạn l, (mm) Đai hình thang thường B 19 22 13,5 4,8 230 200 - 400 1800 - 10600 b b t h y 0 Theo bảng 4.13 Tr59(I) ta chọn đường kính bánh đai nhỏ d 1 = 200 mm 2.2.2. Đường kính bánh đai lớn Vận tốc đai v = π .d 1 .n 1 /60000 = 3,14.200.730/60000 = 7,64 m/s Nhỏ hơn vận tốc cho phép v max = 25 m/s Theo công thức (4.2) với ε = 0,02 đường kính bánh đai lớn d 2 = u đ .d 1 (1 - ε ) = 4,5.200(1 – 0,02) = 918,36 mm GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 12 - [...]... A1 - 20 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp Vận tốc bánh dẫn : v < 4 (m/s) tra Bảng 6.13 (Trang 106-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta có cấp chính xác động học 9 Tra Bảng 6.14 (Trang 107-Tập 1: Tính toán thiết kế ) ta được KFα =1,37 Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ⇒ δF = 0,006 Bảng 6.16 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ⇒ go =... của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay chọn K1 = 10(mm) - Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp, chọn K2 = 5 (mm) - Khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến nắp ổ chọn K3 = 15 (mm) - Chiều cao nắp ổ và đầu bulông hn = 20 (mm) GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 26 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp - Sử dụng các kí hiệu như sau k: số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc. .. 3 453039,66 = 44,91 (mm) ,chọn theo tiêu chuẩn ,d2 = 45(mm) 0,2.25 2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực: Sơ đồ sơ bộ bộ truyền trong hộp giảm tốc (hình 1) GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 25 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp hình 1 Tran bảng 10.2 ,từ đường kính sơ bộ d ,xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn bo d1 = 35 → b01 = 21 (mm) d2 = 45 → b02 = 25 (mm) Chiều dài mayơ... = (0,01 ÷ 0,02).aW = (0,01 ÷ 0,02).160 = 1,6 ÷ 3,2 (mm.) GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 17 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp Theo dãy tiêu chuẩn hoá bảng 6.8 ta sẽ chọn môdun pháp m = 2,5 (mm.) Số răng trên bánh nhỏ và bánh lớn lần lợt là Z1 và Z2: Đối với hộp giảm tốc có sử dụng bánh răng nghiêng thì góc nghiêng của mỗi bánh răng là β = 8 ÷ 200 Vậy chọn sơ bộ β = 100 ⇒ cos β = 0,9848... có chịu tải trọng lớn hay không Đối với trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng trung bình thì ta chọn vật liệu làm trục là thép C45 thường hoá có cơ tính như sau σb= 600 Mpa; σch= 340 Mpa; Với độ cứng là 200 HB Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 12 ÷ 30 Mpa tuỳ thuộc vào vị trí đặt lực ta đang xét Sơ đồ sơ bộ bộ truyền trong hộp giảm tốc (hình 1) IV 2 Chọn khớp nối Theo tiêu chuẩn,... 1,5.98116,43.62/(0,1.143.105.6) = 52,78 (Mpa) [σu] = (60 ÷ 80) Mpa → σu ≤ [σu] IV.3.Tính thiết kế trục 1 Xác định sơ bộ đường kính trục Đường kính trục sơ bộ được xác định theo công thức d≥3 T (mm) 0,2.[ τ] Trong đó: - T là mômen xoắn tác dụng lên trục GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 24 - B1 42 l1 30 l3 28 D3 l2 28 32 h 1,5 Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp - [τ] = 12 ÷ 30 (MPa) là ứng suất xoắn cho phép - Đường kính... = 1, 02 1 Hβ Hα Còn aω ν H = δ H g o v u = 0, 002.73.2,07 160 / 4,8 = 1, 74 Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ⇒ δH = 0,002 Bảng 6.16 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ⇒ go = 73 Bảng 6.7 (Trang 98-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ⇒ KHβ = 1,12 ⇒ KH = KHβ.KHV KHα =1,12.1,02.1,13 = 1,233 Thay số : σH = 274.1, 69.0, 76 2.97200, 68.1,... kính đáy răng : df1 = d1 – 2,5.m = 55,08 - 2,5.2,5 = 48,83 (mm) df2 = d2 - 2,5.m = 264,92 - 2,5.2,5 = 258,67 (mm) GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 22 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC Ft1 Fa2 Ft2 Ft Fr2 Fr1 Fa1 IV.1.Chọn vật liệu Vật liệu dùng để chế tạo trục cần có độ bền cao, ít nhạy cảm với sự tập trung ứng suất dễ gia công và có thể nhiệt luyện dễ... 233.(4,8 + 1) = 462, 21 (Mpa) 55,17 48.4,8 Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [σH] = [σH] ZRZVKxH GV HD: Vũ Đức Quang Lớp : LTĐH CK3 A1 - 19 - Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp Theo (6.1)Với v = 2,07 m/s ⇒ ZV = 1 (vì v < 5m/s ), Với cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 8 Khi đó cần gia công đạt độ nhám là Ra =1,25÷0,63 µm Do đó ZR = 1 với da< 700mm ⇒ KxH = 1 ⇒ [σH] = 499,68.1.1.1=... 750 MPa ; - 14 - σch2 = 450 Mpa Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc 1 cấp Vậy ta chọn độ cứng của bánh răng 2 là: HB2 = 230 2 Xác định ứng suất tiếp xúc [σ H] và ứng suất uốn [σ f] cho phép [ σ H ] = ( σ H lim S H ).Z R Z V K L K xH Trong đó: - SH là hệ số an toàn - ZR là hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt - ZV là hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng - ZL là hệ số xét đến ảnh hưởng của bôi trơn