Đồ án Chi tiết máy MỤC LỤC PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động điện 1.1 Chọn tốc độ đồng động II 1.2 Công suất yêu cầu động cơ: 1.3 Chọn động điện: Xác định thông số kĩ thuật trục HGT 2.1 Công suất 2.2 Tốc độ quay 2.3 Momen xoắn PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I II Thiết kệ truyền đai 1.1 Tính tốn thơng số 1.2 Khai thác phần mềm Tính tốn truyền bánh trụ nghiêng: 13 Thiết kế sơ 13 Tính tốn xác lại truyền: 17 Mơ hình 3D 22 III Chọn khớp nối 22 IV THIẾT KẾ CÁC TRỤC TRONG HGT 23 Thiết kế trục I 23 Tính tốn thiết kế trục II 37 PHẦN III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CHI TIẾT 48 Kết cấu vỏ hộp giảm tốc 48 Kết cấu chi tiết 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 Đồ án Chi tiết máy PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động điện 1.1 Chọn tốc độ đồng động a, Tốc độ quay trục công tác: nct  b, 60.1000.1, 45 60.1000.v = = 81,5 vg/ph  340  D Xác định tỷ số truyền chung uc hệ thống dẫn động: uc  ndb nct Lập bảng thống kê: Bảng Tỉ số truyền chung 𝑢𝑐 Loại truyền Tỉ số truyền 𝑢𝑛𝑔 Loại, số cấp HGT Tỉ số truyền 𝑢ℎ Tốc độ đồng động , vg/ph 1000 1500 𝑛đ𝑏 =750 9,2 12,3 18,4 BT đai 𝑢đ =2.9 Bánh trụ, cấp 𝑢ℎ =3,17 3000 36,8 BT đai 𝑢đ =2.9 BT đai 𝑢đ =2.9 BT đai 𝑢đ =2.9 Bánh trụ, cấp 𝑢ℎ =4,23 Bánh trụ, cấp 𝑢ℎ =6,35 Bánh trụ, cấp 𝑢ℎ =12,7 Từ kết tính ta thấy nên chọn động có 𝑛đ𝑏 = 1000 vg/ph 1.2 Cơng suất u cầu động cơ: - Công suất trục công tác: Pct = F.v 4300.1,45 = =6,24 KW 1000 1000 - Hiệu suất hệ thống: Đồ án Chi tiết máy + Hiệu suất khớp nối: ƞk = + Hiệu suất truyền bánh trụ: ƞbr = 0,97 + Hiệu suất truyền đai: ƞđ = 0,96 + Hiệu suất truyền động hệ thống : ƞ= ƞk.ƞbr.ƞd.ƞo3 = 1.0,97.0,96.0,993 = 0,903 - d Công suất yêu cầu trục động cơ: - Công suất yêu cầu trục động cơ: Pyc= 1.3 Pct 6, 24  6,9 KW = η 0,903 Chọn động điện: - Dựa vào công suất yêu cầu tốc độ đồng xác định tra bảng phụ lục P1.3 để chọn qui cách động thỏa mãn điều kiện sau: - Động chọn phải có cơng suất động Pđc số vòng quay đồng nđb thỏa mãn điều kiện sau:  Pdc  Pyc   n db  n sb Chọn động 3K160M6 có thơng số: Pđc = 7,5 kW nđc = 960 vg/ph - Sau chọn động điện: tính xác tỷ số truyền chung: Đồ án Chi tiết máy uc  udc 960   11,8 n ct 81,5 - Với uc= ung.uh; suy ra: uh  II uc 11,8   4,1 ung 2,9 Xác định thông số kĩ thuật trục HGT Để có liệu thiết kế chi tiết hệ dẫn động (HDĐ) HGT cần xác định thông số kỹ thuật (P, n T) trục HGT Trong bảng ký hiệu trục sau: + Trục động điện + Trục I trục vào hộp giảm tốc + Trục II trục (HGT cấp) + Trục công tác (trục tang) 2.1 Công suất - Công suất trục công tác là: Pct = 6,24 KW - Công suất động trục II là: PII = - Công suất động trục I là: PI = Pct = Pct = 6, 24 = 6,36 kW n ct-II ηk.ηol 1,0.0,99 PII PII 6,36 = = =6,62 ηII-I η br ηo 0,97.0,992 KW - Công suất yêu cầu động là: Pyc = 6,9 KW 2.2 Tốc độ quay - Tốc độ quay động là: nđc =960 vg/ph Đồ án Chi tiết máy - Tốc độ quay trục I là: - Tốc độ quay trục II là: nI = n dc n dc 960 = = = 331 vg/ph u dc-I u ng 2,9 nII = n I 331 = =81,5 vg/ph u I-II 4,1 - Tốc độ quay trục công tác là: nct = nII= 81,5 vg/ph 2.3 Momen xoắn - Mômen xoắn động là: Tđc = - Mômen xoắn trục I là: - TI = 9,55.106 Pyc n dc = 9,55.106 6,9 =68688 Nmm 960 9,55.10 6.P I 9,55.106 6,6 = = 191113 Nmm 310 nI 9,55.106 PII 9,55.106 6,36 = = 745519Nmm Mômen xoắn trục II là: TII = 81,5 n II - Mômen xoắn trục công tác là: Tct =745519Nmm Bảng 2: Thông số kĩ thuật HGT Trục Thông số Động I II Công tác uđ=2,9 uh=ubr=4,1 uk=1 Công suất P (kW) 6,9 6,6 6,36 6,24 Tốc độ quay n (vg/ph) 960 331 81,5 81,5 Mômen xoắn (Nmm) 68688 191113 745519 745519 Đồ án Chi tiết máy PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I Thiết kệ truyền đai Dữ liệu đầu vào: P1=Pđc=6,9 kW, n1=nđc=960 vg/ph u1=ung= 2,9 Đai hình thang 1.1 Tính tốn thơng số - Chọn vật liệu đai vải cao su Đai vải cao su có độ bền cao, đàn hồi tốt (hệ số đàn hồi E nhỏ), chịu ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ độ ẩm - Xác định tiết diện đai: Từ P n dựa vào hình 2.8 bảng 2.3 chọn đai tiết diện B có b*h=17*10,5 (mm) Đường kính bánh đai nhỏ d1=140 280 chọn d1=200 mm Đường kính d2=ud1=580 mm - Chọn a=580, chiều dài dây đai l tính theo công thức: π(d1 +d ) (d -d1 ) l=2a+ + 4a π.(200+580) (580-200) =2.580+ + =2447 mm 4.580 Theo phần mềm chọn l = 2500 mm - Góc ơm α xác định theo công thức : α=180-(d2-d1)57/a=142,5° thỏa mãn yêu cầu thiết kế Đồ án Chi tiết máy - Xác định hệ số : + Theo bảng 4.7 chọn Kđ=1,2 + Theo bảng 4.15 chọn Cα=0,86 + Theo bảng 4.18 chọn Cz=1 1.2 Khai thác phần mềm Yêu cầu thiết kế: Số dây đai ≤ z ≤ Góc ơm đai 120 ≤ α ≤ 150 Hình 1.1: Tab Design Đồ án Chi tiết máy Hình 1.2: Chọn tiết diện đai Hình 1.3: Bánh đai dẫn Đồ án Chi tiết máy Hình 1.4: Bánh đai bị dẫn Đồ án Chi tiết máy Hình 1.5: Tab Calculation 10 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.2: Kết cấu trục II Bảng 7: Kích thước trục I Trục I Đoạn Đoạn Đoạn Đoạn Đoạn Đoạn Đoạn c) Đường kính d1 = 36 mm d2 = 38 mm d3 = 40 mm d4 = 42 mm d5 = 45 mm d6 = 48 mm d7 =40 mm Chiều dài l1 =lmkn = 57 mm l2 = k3+hn = 35 mm l3 =B= 23 mm l4 =k2+k1 = 20 mm l5 =b2 = 55 mm l6 =k2+k1 = 20 mm l7 =B= 23 mm Khai thác phần mềm 39 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.3: Tab Design 40 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.4: Tab Calculation 41 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.5: Lực điểm Hình 4.6: Lực điểm 42 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.7: Biểu đồ mặt YZ Hình 4.8: Biểu đồ mặt XZ 43 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.9: Biểu đồ momen uốn tổng d) Thiết kế then ổ lăn - Thiết kế then vị trí lắp bánh trụ: Hình 4.10: Tab Design 44 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.11: Tab calculation - Tính chọn ổ lăn: Phản lực gối tựa tính tốn: RC = 2577 N; RD 2989 N 45 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.12: Tab Design 46 Đồ án Chi tiết máy Hình 4.13: Tab Calculation Chọn ổ bi DIN-625 T1 6310 có chiều rộng b = 27 mm Hình 4.14: Kết cấu trục II 47 Đồ án Chi tiết máy PHẦN III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU CHI TIẾT Kết cấu vỏ hộp giảm tốc Bảng kích thước vỏ hộp: Tên gọi Khoảng cách trục: Chiều dày: Thân hộp 𝛿 Nắp hộp δ2 Gân tăng cứng: Chiều dày e Chiều cao h Độ dốc Đường kính bu lông: - Bu lông d1 - Bu lông cạnh ổ d2 - Bu lơng ghép bích nắp bích thân d3 - Vít ghép nắp ổ với vỏ hộp d4 - Vít ghép nắp cửa thăm d Chiều dày mặt bích ghép nắp thân hộp: - Chiều dày bích thân S3 - Chiều dày bích nắp S4 Cơng thức tính Kết δ > 6mm δ1= 0,9.δ aw = 145 mm δ= mm δ1= mm e=(0,8÷ 1).𝛿 h < 58 e=7 mm h=40 mm 20 d1= 0,04.a+10 d2= 0,8.d1 d1=15 mm d2= 12mm d3= 0,8.d2 d4= 0,7.d2 d5= 0,5.d2 d3= 10 mm d4= 6mm d5=4 mm S3 =( 1,4 1,8).d3 S3= 15 mm S4= (0,9 1) S3 S4=15 mm Chiều dày mặt đế hộp S S1= 1,3.d1 khơng có phần lồiBề rộng đế K1, q K1=3d1=45 Kích thước gối trục Tâm bu lơng cạnh ổ: E2 E2= 1,6.d2 R2 R2= 1,3.d2 S1= 20 mm K1=45mm E2= 19 mm R2= 16 mm 48 Đồ án Chi tiết máy Bề rộng mặt ghep bulong cạnh ổ Bề rộng bích nắp thân K2 = E2 + R2+ (3÷ 5)mm K2= 38 mm K3 = K2 - (3÷ 5)mm K3 = 36 (mm) Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp ∆ ∆≥ (1 ÷ 1,2)δ ∆= mm Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp ∆1 ∆1≥ (3 ÷ 5)δ ∆1= 30 mm Số lượng bu lông Z Chiều dài hộp L Chiều rộng hộp B 𝐿+𝐵 200 ÷ 300 Z=4 Kết cấu chi tiết a) Kết cấu bánh trụ - Chiều rộng then b = 12mm chiều sâu rãnh then may t2 = 3.3 mm - Đường kính lắp bánh dẫn d1 = 36 mm - Điều kiện bánh rời trục: S ≥ 2.m = mm; S = 0,5.df – (0,5.d1+t2) = 4,2 mm không thỏa mãn điều kiện (df: đường kính chân răng; d1 đường kính trục lắp bánh răng; t2 chiều cao rãnh then ) Như bánh dẫn làm liền trục 49 Đồ án Chi tiết máy Hình 3.1: Bánh trụ dẫn - Kết cấu bánh trụ lớn: Chiều dày vành > 2mm Chiều dày đĩa C: C = 0,3b=19 mm Đường kính chiều dày may ơ: Dm = (1,5…1,8)d = 70 mm Lm = (1,2…2)d = 60 mm Đường kính lỗ d0 = 20 mm 50 Đồ án Chi tiết máy Hình 3.2: Kết cấu bánh trụ lớn Hình 3.3: Mơ hình 3D 51 Đồ án Chi tiết máy b) Kết cấu nắp ổ Nắp ổ chi tiết để che kín cố định vòng ngồi ổ lăn ổ Nắp ổ cần phải đủ độ cứng vững để không ảnh hưởng đến làm việc ổ, để dễ gia cơng mặt ngồi tất gối đỡ nằm mặt phẳng, Đường kính ngồi gối trục chọn theo đường kính nắp ổ theo bảng 15.19 ta tra kích thước sau: Kích thước (mm) D D2 D3 Trục I 30 72 115 Trục II 35 80 125 52 Đồ án Chi tiết máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Tác giả: PGS.TS LÊ VĂN UYỂN [2] TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Tập 1.2 NXB Giáo dục Trịnh Chất Lê Văn Uyển 53 ... xoắn trục I là: - TI = 9,55 .10 6 Pyc n dc = 9,55 .10 6 6,9 =68688 Nmm 960 9,55 .10 6.P I 9,55 .10 6 6,6 = = 19 111 3 Nmm 310 nI 9,55 .10 6 PII 9,55 .10 6 6,36 = = 745 519 Nmm Mômen xoắn trục II là: TII = 81, 5... thuật (P, n T) trục HGT Trong bảng ký hiệu trục sau: + Trục động điện + Trục I trục vào hộp giảm tốc + Trục II trục (HGT cấp) + Trục công tác (trục tang) 2 .1 Công suất - Công suất trục công tác... 0,5 .19 +10 +25+0,5.40=64,5 mm - l12=l13 = 0,5B+k1+k2+0,5b1 = 0,5 .19 +10 +10 +0,5.55=57 mm => khoảng cách gối trục lắp bánh dẫn = 2l12 = 11 4 mm 25 Đồ án Chi tiết máy Hình 3.3: Trục I Bảng 6: Kích thước trục