Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI THAM KHẢO DÀNH CHO SINH VIÊN CƠ KHÍ
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY (TÍNH TOÁN & THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC) Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy GVHD: SVTH: MSSV: LỚP: NĂM HỌC: 2012 – 2013 TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2013 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Cán hướng dẫn 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán hướng dẫn 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán hướng dẫn 3: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Thực tập tốt nghiệp bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP, TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM Ngày tháng năm GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích LỜI CẢM ƠN Không có thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Công Nghệ Cơ Khí – Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, học kỳ này, Khoa tổ chức cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo em hữu ích sinh viên ngành Chế Tạo Máy chúng em Đó môn học "Đồ Án Chi Tiết Máy” Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Hoàng Phụng tận tâm hướng dẫn em trình làm đồ án Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ thu hoạch em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Đồ án thực khoảng thời gian gần 16 tuần Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực khí chế tạo, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn học lớp để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Sinh viên thực đồ án GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Nhận xét GVHD GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Mục lục GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I II III IV Hình 1.1 Sơ đồ động hệ thống băng tải Động cơ, Hộp giảm tốc, Bộ truyền xích 1.1 Xác định công suất động Theo công thức (2.8) [1], công suất trục động điện xác định sau: Pct = Pt η Trong đó: Pct : công suất cần thiết trục động (kW) Pt : cống suất tính toán trục máy công tác (kW) η : hiệu suất truyền động Tính hiệu suất: η tính theo công thức: GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích η = ηkn η x η br2 η ol3 = 0,99.0,95.0,962.0,993 = 0,85 Với: ηx : hiệu suất khớp nối: 0,99 η x : hiệu suất truyền xích: 0,95 ηbr :hiệu suất bánh răng: 0,96 ηol :hiệu suất cặp ổ lăn: 0,99 Tính công suất tính toán: Pt = Ptd = Pmax 2 2 = 13, (kW) Công suất cần thiết động cơ: Pct = Pt 13, 40 = = 15, 77 η 0,85 (kW) 1.1.1 Xác định sơ số vòng quay động cơ: Tỉ số truyền toàn ut hệ thống dẫn động tính theo công thức ut= usbh usbx Theo bảng 2.1 trang 21 [1], ta chọn thông số sau: usbh: tỉ số truyền sơ hộp giảm tốc; usbh= 13,74 (chọn từ 40) usbx: tỉ số truyền sơ xích; usbx = (chọn từ 5) ⇒ ut = 13, 74.2 = 27, 48 Số vòng quay trục máy công tác (trục tang quay): nlv= 107 vg/ph Số vòng quay sơ động cơ: nsb = nlv ut = 107.27, 48 = 2940, 36 vg/ph 1.1.2 Chọn động theo điều kiện: Chọn động thoả mản điều kiện sau: Pdc ≥ Pct = 15, 77 ( kW ) ndb ≈ nsb = 2940,36 (vg / ph) Tra bảng P1.2 trang 235 [1], ta chọn động cơ: 4A180M2Y3 Động có thông số kỹ thuật sau: GVHD: SVTH: T3 T1 T2 T 0, 7T 0,5T ÷ t1 + ÷ t2 + ÷ t3 ÷ 0, 2t + ÷ 0,3t + ÷ 0,5t T T T T T T = 19,5 t1 + t2 + t3 0, 2t + 0,3t + 0,5t ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Pdc = 22 kW ndb = 2940 vg/ph (với tần số dòng điện Việt Nam: 50Hz) Hệ số công suất cos ϕ = 0,91 T TK = 1, ≥ mm = Tdn T 1.2 Phân phối tỉ số truyền Theo công thức 3.23 trang 48 [1], ta có công thức tính tỉ số truyền toàn hệ: ut = ndc 2940 = = 27, 48 nlv 107, 00 Chọn sơ ux= 3,3, tính uh: uh = ut 27,38 = = 13, 74 ux Phân uh cho cặp bánh hộp giảm tốc: u1 = u2 = uh = 13, 74 ≈ 3, 71 Tính lại ux theo u1 u2: ux = ut 27, 48 = = 2, 00 u1.u2 3, 71.3, 71 Kiểm nghiệm ux: ∆u x = 0,19% < 4% Nên sai lệch tỉ số truyền truyền đai không đáng kể 1.3 Lập bảng thông số kỹ thuật 1.3.1 Phân phối công suất trục: P3 = Plv 19,50 = = 20, 73 ηol η x 0,99.0,95 (kW) P2 = P3 20, 73 = = 21,82 ηol ηbr 0,99.0, 96 (kW) P1 = P2 21,82 = = 22,95 ηol ηbr 0,99.0,96 (kW) Pdctt = P1 22,95 = = 23,19 ηkn 0,99 (kW) 1.3.2 Tính số vòng quay trục: n1 = ndc = 2930 GVHD: SVTH: vg/ph ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY n2 = n1 2940 = = 792, 45 u1 3, 71 vg/ph n3 = n2 792, 45 = = 213, u2 3, 71 vg/ph Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích 1.3.3 Tính momen xoắn trục: Tdc = 9,55.106 Pdctt 23,19 = 9, 55.106 = 75315, 40 ndc 2940, 00 (Nmm) T1 = 9,55.106 P1 22,95 = 9,55.10 = 74562, 25 n1 2940, 00 (Nmm) T2 = 9,55.106 P2 21,82 = 9,55.10 = 262905,3 n2 792, 45 (Nmm) T3 = 9, 55.106 P3 20, 73 = 9,55.106 = 926999,87 n3 213, (Nmm) T4 = 9,55.106 P4 19,50 = 9, 55.10 = 1740420,56 n4 107, 00 (Nmm) BẢNG 1.1 – THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC CỦA BỘ TRUYỀN Công suất: Tỉ số truyền Số vòng quay Mômen xoắn: GVHD: SVTH: Động 23,19 1,00 2940,00 75315,40 I II III 22,95 21,82 20,73 3,71 3,71 2940,00 792,45 213,60 74562,25 262905,30 926999,87 IV 19,50 2,00 107,00 1740420,56 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Tại A : Tại B : Tuổi thọ thời gian làm việc (tính triệu vòng quay ) Khả tải động: Vì nên ổ đảm bảo khả tải động Kiểm tra tãi tĩnh Với ổ đỡ chặn α = 120 ta chọn X0 = 0,5 , Y0 = 0,47 Như N nên ổ đảm bảo đủ điều kiện bền tĩnh THIẾT KẾ TRONG INVENTOR Tải trọng : Tải trọng hướng tâm Tải trọng dọc trục Số vòng quay Hệ số an toàn tĩnh Fr Fa n s0 4695 N 561 N 792 rpm 2,0 ul Chọn ổ lăn: Kí hiệu ổ lăn Đường kính Đường kính Chiều rộng ổ Góc tiếp xúc danh nghĩa ổ Khả tải động Khả tải tĩnh Hệ số tải hướng tâm Hệ số tải dọc trục Giới hạn Fa/Fr Hệ số tải tĩnh hướng tâm Hệ số tải tĩnh dọc trục Hạn chế tốc độ mỡ bôi trơn Hạn chế tốc độ dầu bôi trơn Tuổi thọ ổ lăn: GVHD: SVTH: d D B α C C0 X Y e X0 Y0 nLim1 nLim2 JIS B 1522 (7409 45 x 120 x 29) 45,000 mm 120,000 mm 29,000 mm 20 deg 62000 N 43000 N 0,60 ul / 0,60 ul 0,50 ul / 0,50 ul 0,40 ul 0,60 ul 0,50 ul rpm rpm ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Phương pháp tính toán Tuổi thọ yêu cầu Độ tin cậy yêu cầu Hệ số tuổi thọ phụ thuộc thuộc tính đặc biệt ổ Hệ số tuổi thọ phụ thuộc điều kiện làm việc Nhiệt độ làm việc Các hệ số khác Lreq Rreq a2 ANSI/AFBMA 9-1990 (ISO 281-1990) 16000 hr 90 ul 1,00 ul a3 1,00 ul T fd 100 c 1,00 ul μ 0,0015 ul Mỡ Bôi trơn Friction factor Chất bôi trơn Kết tính Tuổi thọ Tuổi thọ điều chỉnh Hệ số an toàn tĩnh tính toán Tiêu hao lượng ma sát Tải tối thiểu Tải trọng tĩnh tương đương Tải trọng động tương đương Hệ số xét đến vòng quay Hệ số tuổi thọ phụ thuộc độ tin cậy Hệ số nhiệt Tốc độ tương đương Tốc độ tối thiểu Tốc độ cực đại Kiểm tra bền L10 Lna s0c Pz Fmin P0 P kn a1 ft ne nmin nmax 168642 hr 168642 hr 9,15897 ul 8,67566 W 430 N 4695 N 3098 N 0,000 ul 1,00 ul 1,00 ul 792 rpm 792 rpm 792 rpm Tốt Trục III: Số vòng quay n1 = 235 (vòng/phút) Phản lực ổ: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: Do α = 120 Fa/Fr = (0,05 ÷ 0,11) nên ta chọn ổ đũa côn, cỡ nhẹ rộng GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích Tra bảng P2.12 trang 263, [1] ta có bảng sau Bảng 4.6 Kích thước bàn ổ đũa côn cỡ nhẹ rộng Kí hiệu ổ 7513 d (mm) 65 D (mm) 120 b (mm) 31 13,83 C (mm) 109 Ta có e = 1,5.tgα = 1, 5.tg13,83 = 0, 369 Hệ số X, Y (chọn V =1 ứng với vòng quay) Lực dọc trục tác động vào ổ A, B lực hướng tâm gây Tổng lực dọc trục tác động lên ổ Ta có Tải trọng động qui ước: công thức 11.3, trang 214, [1] Q = (XVFR + YFa)ktkd Với Vòng quay nên : V= Tải va đập nhẹ : kd = 1,2 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to[...]... Số mắt xích Khoảng cách trục Số lần va đập của xích Đường kính vòng chia đĩa xích Đường kính vòng đĩnh của xích Lực tác dụng lên trục Lực căng do lực ly tâm Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra GVHD: SVTH: Giá trị x = 1 02 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: SVTH: Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích CHƯƠNG... ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 2. 1 Chọn loại xích: Công suất trên đĩa xích nhỏ của bộ truyền xích chính là công suất trên trục 3 P3 =20 ,73 (kW) Số vòng quay đĩa xích nhỏ n3 = 21 3,6 (vòng/phút) Vì tải trọng trung bình, vận tốc thấp (dưới 15 m/s) nên dùng xích con lăn 2. 2 Xác định các thông số của bước xích và bộ truyền: Bảng 5.4,... mỏi tiếp xúc Bánh chủ động Bánh bị động Giới hạn mỏi uốn GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích Bánh chủ động Bánh bị động Ứng suất tiếp cho phép Tính toán sơ bộ Ứng suất uốn cho phép Tra bảng 6 .2, trang 94, [1] ta có (do quay 1chiều); ) Ứng suất quá tải cho phép 2. 2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục Vì đây là HGT đồng trục 2 cấp nên Với ; Trị... mayơ bánh xích Chiều dài mayơ bánh răng: do chiều rộng bánh răng Chiều dài mayơ nữa khớp nối: 4.1 .2. 1 Trục I: 4.1 .2. 2 Trục III: GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích 4.1 .2. 3 Trục II: 4.1.3 Lực bánh răng tác dụng lên trục (công thức 10.1, trang 184, [1]) Cặp bánh răng cấp nhanh: Cặp bánh răng cấp chậm: GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp... 0,686 ul Kết quả Hệ số an toàn rỗ Hệ số an toàn gãy răng Độ bền tiếp xúc Độ bền uốn Kiểm tra GVHD: SVTH: SH SF SHst SFst 2, 143 ul 3,974 ul 1,587 ul 8 ,24 1 ul 2, 143 ul 3,781 ul 1,587 ul 7,883 ul Tốt ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT MÁY 4.1 Tính toán trục, then Thông số thiết kế: Momen xoắn trên các trục: Trục I: Trục II: Trục III:... tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích P n T η Fr Bánh răng 1 Bánh răng 2 22, 950 kW 22 ,0 32 kW 29 40,00 rpm 793,80 rpm 74,543 N m 26 5,0 42 N m 0,960 ul 669, 922 N Ft 1753,140 N Fa 560,510 N Vật liệu: Su Sy σFlim σHlim JHV VHV NFlim NHlim qF qH type Bánh răng 1 Carbon cast steel 590 MPa 300 MPa 20 6000 MPa 0,300 ul 316,0 MPa 1140,0 MPa 21 0 ul 600 ul 3000000 ul 100000000 ul 6,0 ul Bánh răng 2 Carbon cast steel... Tốt ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích 3 .2 Cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh 3 .2. 1 Chọn vật liệu Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ở đây chọn vật liệu 2cặp bánh răng như nhau Theo bảng 6.1, trang 92, [1] ta chọn Bánh nhỏ (bánh chủ động) : thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 28 5 có , , ta chọn độ rắn... bước xích thỏa mản điều kiện bền mòn GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích Khoảng cách trục Theo công thức (5. 12) , trang 85, [1] số mắt xích Lấy số mắt xích chẳn x = 1 02, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13), trang 85, [1] Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng bằng Số lần va đập của xích: theo công thức (5.14), trang 85, [1] 2. 3... dụng lên trục, đường kính các đoạn trục 4.1.5.1 Trục I Tìm phản lực tại các gối đỡ (với M1 = Fa1 dw1 /2 = 561, 42 84,93 /2 = 23 839,46 N) ∑M ∑M GVHD: SVTH: Y0 = Fnt l 12 + Ft l13 − Flx11.l11 = 0 Y1 = Fnt (l 12 + l11 ) + Flx10 l11 − Ft (l11 − l13 ) = 0 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích FX 11 = 1085, 67N F = 311, 63 N X 10 FY 11 = 503,1N FY 10 = 20 1,34... truyền xích đảm bảo đủ bền GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục 2 cấp, truyền động xích 2. 4 Xác định thông số đĩa xích Đường kính xích: theo công thức (5.17), trang 86, [1] (đường kính vòng đỉnh răng) (tra bảng (5 .2) , trang 78, [1]) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của xích theo công thức (5.18), trang 87, [1] Đĩa xích 1 Với lực vòng hệ số ảnh hưởng số răng xích hệ số tải trọng động ... Lực dọc trục (Axial Force) Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích P n T η Fr Bánh Bánh 22 ,950 kW 22 ,0 32 kW 29 40,00 rpm 793,80 rpm 74,543 N m 26 5,0 42 N m 0,960 ul 669, 922 N Ft 1753,140... CÁC TRỤC CỦA BỘ TRUYỀN Công suất: Tỉ số truyền Số vòng quay Mômen xoắn: GVHD: SVTH: Động 23 ,19 1,00 29 40,00 75315,40 I II III 22 ,95 21 , 82 20,73 3,71 3,71 29 40,00 7 92, 45 21 3,60 745 62, 25 26 2905,30... 926 999,87 IV 19,50 2, 00 107,00 1740 420 ,56 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế hộp giảm tốc đồng trục cấp, truyền động xích CHƯƠNG TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 2. 1 Chọn loại xích: Công suất đĩa xích nhỏ truyền