Đang tải... (xem toàn văn)
thiet kế hệ thống dẫn động băng tải , thiết kế hộp giảm tốc,thiet kế hệ thống dẫn động băng tải , thiết kế hộp giảm tốc,thiet kế hệ thống dẫn động băng tải , thiết kế hộp giảm tốc,thiet kế hệ thống dẫn động băng tải , thiết kế hộp giảm tốc,thiet kế hệ thống dẫn động băng tải , thiết kế hộp giảm tốc,thiet kế hệ thống dẫn động băng tải , thiết kế hộp giảm tốc,
TRƯỜNG SĨ QUAN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Học viên thực hiện: Vũ Tiến Thành Lớp: DQS02.151 Giáo viên hướng dẫn: Trung úy, Lê Văn Nhân năm 2015 Tp.Hồ Chí Minh, TRƯỜNG SĨ QUAN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA KTCS BỘ MÔN CNKL ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Học viên thực hiện: Vũ Tiến Thành Ngành đào tạo: Tăng – Thiết giáp Người hướng dẫn: Lê Văn Nhân Ngày hoàn thành: Học kỳ I năm học 2014- 2015 MSHV: 10 Kí tên: Ngày bảo vệ: ĐỀ TÀI Đề số 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN BĂNG TẢI Phương án số: 1 T T1 T2 Truc Truc t t1 Truc t2 Hệ thống dẫn động xích tải gồm: Sơ đồ tải trọng 1- Động điện ba pha không động bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc trục vít – bánh răng; 4- Bộ tuyền xích ống lăn; 5- Băng tải Số liệu thiết kế: Lực vòng băng tải, F(N) Vận tốc băng tải, v(m/s) Đường kính tang dẫn, D(mm) Thời gian phục vụ, L(năm) Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc Phương án F, N v, m/s D, mm L, năm Ngày/năm, ngày Ca/ngày, ca t1, giây t2, giây T1 T2 20000 0,3 400 220 28 23 T 0,6T MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .6 PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHÔI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động .7 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống 11 1.1.2 Tính cơng suất tính tốn .11 1.2 Phân phối tỷ số truyền PHÂN : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền bánh 11 2.1.1 Chọn vật liêu 11 2.1.2 Tính ứng suất cho phép 11 2.2 Tính truyền trục vít hộp giảm tốc .21 2.2.1 Thông số kỹ thuật truyền 21 2.2.2 Dụ đoán vận tốc trượt,chọn vật liệu 21 2.2.3 Xác định ứng suất cho phép .21 2.2.4 Tính thiết kế .22 2.2.5 Kiểm nghiệm đọ bền tiếp xúc 23 2.2.6 Kiểm nghiệm đọ bền uốn 24 2.2.7 Tính nhiệt lượng truyền động trục vít .24 PHẦN 3: THIẾT KẾ TRỤC – CHỌN THEN – KHỚP NỐI 28 3.1 Thiết kế trục .8 3.1.1 Chọn vật liệu xác định sơ đường kính trục .28 3.1.2 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực .29 3.1.3 Phân tích lực tác dụng lên truyền 30 3.2 Chọn then kiểm nghiệm then 40 3.3 Tính kiểm nghiệm độ bền trục 40 3.3.1 Độ bền mỏi 40 3.3.2 Độ bền tĩnh 42 3.4 Tính tốn nối trục 43 PHẦN : TÍNH TỐN VÀ CHỌN Ổ LĂN 45 4.1 Chọn ổ lăn cho trục 45 4.1.1 Chọn loại ổ 45 4.1.2 Kích thước và0 cấp xác ổ 45 4.1.3 Kiểm nghiệm ổ khả tải động 45 4.1.4 Kiểm nghiệm ổ khả tải tĩnh 46 4.2 Chọn ổ lăn cho trục 47 4.2.1 Chọn loại ổ 47 4.2.2 Chọn kích thước cấp xác ổ 47 4.2.3 Kiểm nghiệm ổ lăn khả tải động 48 4.3 Chọn ổ lăn cho trục 51 4.3.1 Chọn loại ổ 51 4.3.2 Chọn kích thước cấp xác ổ 52 4.3.3 Kiểm nghiệm ổ lăn khả tải động 52 PHẦN 5: CHỌN CHI TIẾT PHỤ, THIẾT KẾ VỎ HỘP, BẢNG DUNG SAI .55 5.1 Kết cấu vỏ hộp 55 5.2 Kết cấc số chi tiết .57 5.3 Bôi tron điều chỉnh ăn khớp 60 5.4 Dung sai lắp ghép 61 PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại.Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết học viên sĩ quan kỹ thuật Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật ; giúp học viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực học viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ Cơ khí, điều cần thiết với học viên khí động lực Chúng chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Nhân, thầy khoa kỹ thuật sở giúp đỡ chúng tơi nhiều q trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, mong nhận ý kiến từ thầy Học viên thực Vũ Tiến Thành PHẦN 1:XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ DẪN ĐỘNG 1.1 Tính tốn chọn động điện 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống: ηol - Hiệu suất ổ lăn: - Hiệu suất truyền bánh trụ thẳng: - Hiệu suất truyền trục vít khơng tự hãm (z =1): - Hiệu suất truyền xích: - Hiệu suất khớp nối (đàn hồi): ηbr ηtv ηx = 0,99 = 0,96 = 0,7 = 0,97 η KN =0.99 ηΣ = η KN η x ηtv ηbr ηol3 Hiệu suất truyền động: =0,99.0,97.0,7.0,97.0,993 = 0,633 1.1.2 Tính cơng suất tính tốn: Fv 20000.0, 1000 1000 - Cơng suất xích tải: Plv = = = kW - Cơng suất tính tốn: - Σ ( Ti / Tmax ) ti Σti 12.28 + 0, 62.23 = 5, 06 28 + 23 Ptđ = Plv = - Công suất cần thiết trục động cơ: Ptd ηΣ 5, 06 ≈ 7,99 0, 633 Pct = = kW - Số vòng quay sơ bộ: nsb = nlv.Uht = nlv Ungoài Uhộp 6.104.vbt 6.104.0, π D π 400 ≈ nlv = = 14,3239 vòng/phút Chọn sơ bộ: Ungoàisb = Ux = 2,2 Uhộpsb = 90 kW ⇒ nsb = 14,3239.2,2.90 = 2836,15 vòng/phút Dựa vào bảng phục lục P1.3 sách [1] chọn động điện thỏa mãn Pdc > Pct ndc ≈ nsb Ta chọn động sau: Tên động Công suất (kW) Vận tốc quay, vòng/phút Cos 4A132M2Y3 11 2907 0,9 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Tỉ số truyền chung UΣ = Ta có: ndc 2907 = ≈ 202,95 nlv 14,3239 U Σ = U x U hop U hop = U tv U br U x = 2,2 ⇒ U hop = U Σ 202,95 = ≈ 92,25 Ux 2,2 Chọn U tv = 30 ⇒ U br = U hop U tv = 92,25 = 3,075 30 Chọn 1.2.2 Công suất trục: P3 = Trục 3: Plv = = 6,25kW ηol η x 0,99.0,97 P2 = Trục 2: P3 6,25 = = 9,02kW ηol ηtv 0,99.0,7 % Tmax Tdn TK Tdn 88 2,2 1,6 P1 = Trục : P2 9,02 = = 9,39kW ηol ηbr 0,99.0,97 Pdc = P1 9,39 = = 9, 49kW η KN 0,99 Trục động cơ: 1.2.3 Số vòng quay : Trục 1: n1 = ndc = 2907 n2 = Trục 2: n3 = Trục 3: n1 2907 = = 945,37 U br 3,075 n2 945,37 = = 31,51 U tv 30 nlv = Trục cơng tác: ∆n = (vòng/phút) (vòng/phút) (vòng/phút) n3 31,51 = = 14,3237 Ux 2,2 (vòng/phút) 14,3237 − 14,3239 100% = 0,0014 < 5% 14,3239 1.2.4 Momen xoắn trục: Ti = 9,55.106 Pi ni Tdc = 9,55.106 Trục động cơ: T1 = 9,55.106 Trục 1: Pdc 9,49 = 9,55.106 = 31176 N mm ndc 2907 P1 9,39 = 9,55.106 = 30848 N mm n1 2907 T2 = 9,55.106 Trục 2: T3 = 9,55.106 Trục 3: P2 9,02 = 9,55.106 = 91119 N mm n2 945,37 P3 6,25 = 9,55.106 = 1894240 N mm n3 31,51 Tlv = 9,55.106 Plv = 9,55.106 = 4000363 N mm nlv 14,3237 Trục cơng tác: BẢNG ĐẶC TÍNH Trục Động Trục Trục Trục Trục cơng tác Th«ng Cơng suất P 9,49 9,39 9,01 6,25 (kW) Tỉ số truyền (u) 3,075 30 2,2 Số vòng quay n 2907 2907 945,37 31,51 14,3237 (vòng/phút) Momen xoắn T 31176 30848 91119 1894240 4000363 (N.mm) PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A Thiết kế truyền xích Để Thiết kế truyền xích bao gồm bước: Chọn loại xích Chọn số đĩa xích, xác định bước xích theo tiêu độ bền mòn xác định thơng số khác xích truyền Kiểm tra xích độ bền ( xích bị tải) Thiết kế kết cấu đĩa xích xác định lực tác dụng lên trục Thông số kĩ thuật: P3 = 6,25 (kW) n3 = 31,51 (vòng/phút) ux = 2,2 Chọn loại xích: xích ống lăn Chọn số đĩa xích, xác định bước xích theo tiêu độ bền mòn xác định thơng số khác xích truyền Số đĩa xích dẫn theo công thức: z1 = 29 – 2u ≥ 19 10 Mµ F = F − Fat = 412 − 12628 = −12216( N ) < F = 236( N ) a0 S1 S0 F = Fat + F = 12628 + 313 = 12941( N ) > F = 421( N ) a1 S0 S1 * Ta tiÕn hµnh kiểm nghiệm cho ổ đũa côn số F = F − Fat = 412 − 12628 = −12216( N ) < F = 236( N ) a0 S1 S0 Vì Nên ta có X=1,Y=0 Q = X F kt k = 1.1178.1.1 = 1,178( KN ) r0 d -Vì tải trọng tác dụng tải trọng thay đổi nên tải trọng tơng đơng đợc tính theo công thøc 2 Q = m ∑ Qi m Li / ∑ Li E 1 28 23 → Q = 1,178.10/31 + 0,610/3 = 1,03 E 51 51 C = 1,03.10/3 2096 = 10, 22(kN )< C=23,5(kN) d0 VËy Điều kiện tải động đợc thoả mãn * Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ đũa côn số F = Fat + F = 12628 + 313 = 12941( N ) > F = 421( N ) a1 S0 S1 V× F a1 = 12941 > e F ' 2068 r1 + Ta cã Ta chän ỉ ®òa chặn đỡ.Tra bảng 11.4[1] X = X hệ số tải trọng hớng tâm Y = 1,5.tg120 = 0,32 Y hƯ sè t¶i träng däc trơc → Q = ( 1.1.2068 + 0,32.12941) 1.1 = 6,2(kN ) - Vì tải trọng tác dụng tải trọng thay đổi nên tải trọng tơng đơng đợc tính theo công thức 52 2 Q = m ∑ Qi m Li / ∑ Li E 1 28 23 → Q = 6,2.10/3 + 0,610/3 = 5,4 E 51 51 C = 5,4.10/3 2096 = 54(kN ) < 61,3(kN ) d VËy Chọn loại ổ nh đảm bảo điều kiện khả tải động 2.4 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh * Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ đũa côn số Điều kiện để đảm bảo khả tải tĩnh là: QtCo + Co khả tải tĩnh tra đợc Co = 19,9 (kN) + Qt t¶i tÜnh quy íc Qt = Fr0 = 1,178 (KN) < Co=19,9(kN) (thoả mãn) * Ta tiến hành kiểm nghiệm cho ổ đũa côn số Điều kiện để đảm bảo khả tải tĩnh là: QtCo + Co khả tải tĩnh tra đợc Co = 51 (kN) + Qt t¶i tÜnh quy íc Qt = Fr1’ = 2,068 (kN) < Co=51(kN) (thoả mãn) Chọn ổ lăn cho trục 3.1 Chọn loai ổ lăn Vì trục lăp bánh vít yêu cầu độ cứng vững ổ cao nên gối ta chọn ổ đũa côn.Sơ đồ bố trí ổ nh h×nh vÏ Fr0 Fr1 Fat Fs1 Fs1 Chän kÝch thớc cấp xác ổ lăn Dựa vào bảng P2.11[1] ta chọn loại ổ cỡ đặc biệt nhẹ kí hiƯu 2007118 cã kÝch thíc thĨ nh sau: 3.2 53 d=90mm, D=140mm, D1=121mm, B=30mm, α=12,830, C =111 kN, C0=111kN 3.3 Kiểm nghiệm ổ khả tải động C = Q.m L d - Khả tải động Cd đợc tính theo công thức: + m bậc đờng cong mỏi thử ổ lăn.Vì ổ đũa côn nên m=10/3 + L tuổi thọ tính triệu vòng quay L 60.n L= h 106 Trong hép gi¶m tèc ta cã Lh=26960 giê, n=31,51(v/phót) 26960.60.31,51 L= = 51 106 (Triệu vòng) + Q tải trọng quy ớc Q = ( X V Fr + Y Fa ) Kt K d + Chọn vòng quay nên V=1 + Chọn hệ số ảnh hởng nhiệt độ kt=1 + kđ hệ số kể đến đặc trng cuảu tải trọng.Tra bảng 11.3[1] ta có Kđ=1 F = F + F = 104162 + 33732 = 10949( N ) r0 X0 Y0 + Các phản lực F = F + F = 100952 + 12232 = 10169( N ) r1 X1 Y1 e = 1,5.tgα = 1,5.tg (12,830 ) = 0,34 Vì ổ đũa côn nªn → F = 0,83.e.F = 0,83.0,34.10949 = 3090( N ) S0 r0 → F = 0,83.e.F = 0,83.0,34.10169 = 2870( N ) S1 r1 Mµ F = F − Fat = 2870 −1720 = 1150( N )F = 2870( N ) a1 S0 S1 54 * Ta tiÕn hành kiểm nghiệm cho ổ đũa côn số F a0 = 1150 = 0,1e F 10169 r1 +Ta cã tØ sè Nªn ta cã X=1,Y=0 Q = X F kt k = 1.16730.1.1,2 = 20( KN ) r1 d - Vì tải trọng tác dụng tải trọng thay đổi nên tải trọng tơng đơng đợc tính theo công thức 2 Q = m ∑ Qi m Li / ∑ Li E 1 55 28 23 → Q = 20.10/3 + 0,610/3 = 17,42 E 51 51 → Q = 0,93.Q = 0,93.20 = 18,67( KN ) E C = 17,42.10/3 15,76 = 39,8(kN ) 0,04a + 10 > 16 12 mm mm Đờng kính bulông cạnh ổ 14 d2 = ( 0,7 ữ 0,8) d1 mm Đờng kính bulông ghép nắp d3 = ( 0,8 ữ 0,9 ) d2 12 thân mm Đờng kính vít ghép lắp ổ d4 = ( 0,6 ữ 0,7 )d2 mm Đờng kính vít ghép nắp cửa d5 = (0,5 ữ 0,6) d2 thăm mm Chiều dày bích thân hộp 17 S3 = (1,4 ữ 1,8) d3 mm Chiều dày bích nắp hộp 15 S4 = (0,9 ÷ ) S3 mm BỊ réng bích nắp thân 40 K3 K2 - (3 ữ5)mm mm Đờng kính tâm lỗ vít Tra bảng 18.2 17 gối trục mm Bề rộng mặt ghép bulông cạnh K2 = E2 + R2 + 44 57 ổ mm (3ữ5) mm E2 1,6 d2 R2 E2= Tâm lỗ bulông cạnh ổ E2 C 1,3d2 22 (k khoảng cách từ tâm C D3/2 nhng phải R2 = bulông đến mép lỗ) ®¶m b¶o k ≥ 1,2d2 18 ChiỊu cao gèi trơc Xác định theo kết 40 cấu mm Chiều dày mặt ®Õ hép 22 S1 = (1,3 ÷ 1,5)d1 mm BỊ rộng mặt đế hộp K1 d , q ≥ K K1 = 54 +2δ Khe hë bánh thành (1 ữ 1,2) 10 hộp mm Khe hở đỉnh bánh lớn 1(3 ữ 5) 35 tới đáy hộp mm Khe hở mặt bên bánh 10 với mm Z = (L +B) /(200 ữ Số lợng bulông 300) L,B :Chiều dài chiỊu réng cđa hép 58 II.KÕt cÊu mét sè chi tiết 1.Nút thông Cửa thăm Cửa thăm dùng để quan sát kiểm tra chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp.Cửa thăm đợc đậy nắp Trên nắp đợc nắp nút thông hơi.Kích thớc cửa thăm chọn theo bảng18.5 [2] 59 Nút tháo dầu Sau thời gian làm viẹc, dầu bôi trơn bị bẩn bị biến chất, cần phải thay dầu Để tháo dầu cũ, đáy hộp ta thiết kế lỗ tháo dầu nắp nút tháo dầu trụ kín vào Kết cấu kích thớc nút tháo dầu tra bảng 18.7[2] Đai ốc hãm 60 Để cố định trục ta dùng đai ốc hãm Kết cấu kích thớc đai ốc hãm ta tra bảng 15.1 [2] 5.Vòng chắn mỡ dầu 61 Để ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp, ta dùng vòng chắn Kết cấu kích thớc vòng chắn Chốt định vị Để bảo đảm vị trí tơng đối nắp thân trớc sau gia công nh lắp ghép ta dùng hai chốt định vị hình trụ Kích thớc chốt xem hình dới 62 Que thăm dầu Vì vận tốc làm việc hộp giảm tốc không cao nên ta bôi trơn cách ngâm bánh trục vít dầu.Tuy nhiên để giảm tổn thất thuỷ lực ta phải giữ mức dầu không cao mà phải đảm bảo khả bôi trơn tốt Ta thiết kế que thăm dầu để kiểm tra mức dầu hộp Kết cấu kích thớc que thăm dầu Xem hình dới 63 BẢNG DUNG SAI CÁC MỐI LẮP GHÉP VỚI CHI TIẾT Mối lắp ghép Trục Trục khớp nối 64 Ký hiƯu dung sai Φ 16k6 Trơc Trơc Trục ổ lăn Ô lăn thành hộp Trục bánh chủ động Ô lăn thành hộp Trục ổ lăn Trục bánh bị động Trục ổ lăn Trục vòng chắn dầu Trục quạt dầu Cốc lót thành hộp Ô lăn Cốc lót Trục ổ lăn Trục bánh vít 20 k6 52 H7 Φ 25 H7/k6 Φ Φ Φ Φ Φ 30 88 72 30 95 Trục bạc Ô lăn thành hộp Trục ổ lăn Trục ®Üa xÝch Φ Φ Φ Φ 90 H7/k6 140 H7 90 k6 70 H7/k6 65 Φ 52 H7 Φ 20 k6 Φ 28 H7/k6 Φ 30 k6 Φ 60 H7 H7/p6 H7/h6 H7 k6 H7/k6 PHẦN 6: TÀI LIÊU THAM KHẢO [1] TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ – TẬP MỘT“ TRỊNH CHẤT- LÊ VĂN UYỂN” Nhà xuất giáo dục Việt Nam [2] TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ – TẬP HAI“ TRỊNH CHẤT- LÊ VĂN UYỂN” Nhà xuất giáo dục Việt Nam 66 ... .21 2. 2.4 Tính thiết kế .22 2. 2.5 Kiểm nghiệm đọ bền tiếp xúc 23 2. 2.6 Kiểm nghiệm đọ bền uốn 24 2. 2.7 Tính nhiệt lượng truyền động trục vít .24 PHẦN 3: THIẾT KẾ... 0,5(d2+d1)= 106mm aw=106mm d1=mZ1/cosβ= 52mm d2= mZ2/cosβ= 160mm da1= d1 +2( 1+x1-∆y)m = 56mm da2= d2 +2( 1+x2-∆y)m= 164mm df1=d1- (2, 5-2x1)m = 47mm df2 = d2- (2, 5-2x2)m= 155mm db1=d1cos α= 21 mm db2=... = 2, 2 ⇒ U hop = U Σ 20 2,95 = ≈ 92, 25 Ux 2, 2 Chọn U tv = 30 ⇒ U br = U hop U tv = 92, 25 = 3,075 30 Chọn 1 .2. 2 Công suất trục: P3 = Trục 3: Plv = = 6 ,25 kW ηol η x 0,99.0,97 P2 = Trục 2: P3 6 ,25