hệ thống truyền động cơ khí đồ án thiết kế chi tiết máy

TRƯỜNG ………………….
KHOA……………………….





Đồ án thiết kế

Đề tài:



HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ




Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 1

Mục lục
 4
 CHN VÀ PHÂN PHI T S TRUYN 5
1.1. Chn 5
1.1.1. Công sut làm vic 5
1.1.2. Công su 5
1.1.3. Ch 5
1.2. Phân phi t s truyn 6

1.2.1. T s truyn chung ca h thng : 6
1.2.2. Ta có s vòng quay ca các trc 6
1.2.3. Công sut trên các trc 6
1.2.4. Momen xon trên các trc : 6
1.3. Bng kê chi tit 7
 TÍNH TOÁN B TRUY 8
2.1. nh các thông s b truy 8
2.2. Chn tit di 8
2.3.  8
2.4. nh ching cách trc: 8
2.5. nh s  9
2.6. Các thông s hình h 10
2.7. nh lc u và lc tác dng lên trc : 10
2.8. Kt qu b truy 10
 THIT K B TRUYP GIM TC 11
3.1. Chn vt liu: 11
3.2. nh ng sut cho phép: 11
3.3. Tính toán cp nhanh  B truy  13
3.3.1.  khong cách trc: theo 6.15a[1] 13
3.3.2. nh các thông s p 13
3.3.3. Kim nghi  bn tip xúc: 14
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 2

3.3.4. Kim nghi  bn un: 16
3.3.5. Các thông s c b truyn cp nhanh: 18
3.4. Tính toán cp chm B truy ng. 19
3.4.1.  khong cách trc 19
3.4.2. nh các thông s p 19

3.4.3. Kim nghi  bn tip xúc 20
3.4.4. Kim nghi  bn un 21
3.4.5. Các thông s c b truyp chm 23
3.5. Kiu 24
 TÍNH TOÁN THIT K TRC VÀ THEN 25
4.1. Vt liu và thit k  các trc trong hp gim tc: 25
4.2.  ng kính trc: 25
4.3. nh khong cách gia các g t lc 25
4.4. ng kính và chin trc 27
4.4.1. Trc 1 27
4.4.2. Trc 2 30
4.4.3. Trc 3 33
4.5. Kim nghim trc v  bn mõi và chn then 35
4.5.1. Kim nghim v  bn mõi ca then: 38
 CHN  I TRC 40
5.1. Thit k  c 1 40
5.2. Thit k  c 2 41
5.3. Thit k  trên trc 3 42
5.4. Thit k ni trc: 43
 THIT K THÂN MÁY VÀ CÁC CHI TIT KHÁC 44
6.1. Thit k v hp 44
6.2. Các chi tit ph 46
6.2.1. Vòng chn du: 46
6.2.2. Pht chn du: 47
6.2.3. ng lót: 47
6.2.4. Vít tách np và thân: 47
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 3

6.2.5. Chnh v: 47
6.2.6. Np quan sát: 47
6.2.7.  48
6.2.8. Bulông vòng: 49
6.2.9. Nút tháo du: 49
6.2.10. u: 49
 BNG DUNG SAI LP GHÉP 50
7.1. Dung sai và l 51
7.2. Dung sai lp ghép   51
7.3. Dung sai lp vòng chn du: 51
7.4. Dung sai lp ghép then lên trc: 51
7.5. Bng dung sai l 51
7.6. Bng dung sai lp ghép   52
7.7. Bng dung sai lp ghép then: 52
TÀI LIU THAM KHO 54

Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU







 




cô Nguyễn Nhƣ Ý 





Nguyễn Hữu Thƣơng

Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 5

CHƢƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1. Chọn động cơ điện
1.1.1. Công suất làm việc



  


1.1.2. Công suất tƣơng đƣơng :


 

















Ta có





Hiu sut ca b truyn :












Vi












Công sut trên tr







S vòng quay ca trc công tác



  


Vi








T bng 2.4 [1]




















1.1.3. Chọn động cơ
c chn phi thu kin :











Tra bngP1.3[1] chn :
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 6

Ký hiu :
Công sut :


S vòng quay :


1.2. Phân phối tỉ số truyền
1.2.1. Tỷ số truyền chung của hệ thống :









Theo bng 3.1[1] ta có











Suy ra








1.2.2. Ta có số vòng quay của các trục





















1.2.3. Công suất trên các trục
































1.2.4. Momen xoắn trên các trục :





































Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 7

1.3. Bảng kê chi tiết
Trục
Thông số
Động cơ

1
2
3
Tỉ số truyền

2
4,3
2,77

Công suất P (Kw)
8,73
8,22
7,89
7,58
Số vòng quay n (v/ph)
1455
727,5
169,19
61,14
Momen T
57332
107841
445305
1183242

Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 8

CHƢƠNG 2 : TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1. Xác định các thông số bộ truyền đai thang:
S vòng quay bánh nh n
1
= n

= 1455 (v/p)
Công sut truy P

1
= P

= 8,73 (KW)

2.2. Chọn tiết diện đai:
Da vào s vòng quay bánh nh và công sut truyn, xem bng 4.1 trang 59[1] ch
ng tit di

2.3. Xác định đƣờng kính đai:
+Theo bng 4.13 trang 59[1] ta ch d
1
= 180 (mm).
Suy ra vn t










nh n tc cho phép cng 



n: Công thc 4.2 [1]







  



  






 0,02 - h s t.
Theo bng 4.26 trang 67[1] ta chng kính tiêu chun d
2
= 355 (mm)

+T s truyn thc t







  



  

 sai lch t s truyn




 




  



nm trong phm vi cho phép không quá 3~4%.

2.4. Xác định chiều dài đai và khoảng cách trục:
Da vào bng 4.14 trang 60[1] ch khong cách trc



+Chi nh theo công thc 4.4 [1]:
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 9

  



 






 





  

  



  




Theo bng 4.13 trang 59[1] chn chiu dài tiêu chun l = 1800 (mm).

+Tính khong cách trc a theo chiu dài tiêu chun: Công thc 4.6[1]

 



 



 




 



 


  






 




  



 



 





1
: Công thc 4.7[1]


 




 




 


  















thu ki c.

2.5. Xác định số đai z:
Theo công thc 4.16[1]

















K

= 1,25+0,1=1,35 tra theo bng 4.7[1] vi tp nh và làm vic 2 ca.

1
= 159
0


= 1 0,0025(180
1
) = 10,0025.(180 159) = 0,9475















C
u
= 1,13 tra bng4.17[1] vi u = 2
[P
0
] = 4,7 t  th hình 4.21 trang 151[2] chi nghim l
0
= 2240 mm vi v =
13,4 m/s , d
1
= 180 mm
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 10













Ta có:




L

2.6. Các thông số hình học bánh đai:
+Chiu rc 4.17[1]
B = (z1).t + 2e = (31). 19 + 2.12,5 = 63 (mm)
 : Công thc 4.18[1]
d
a
= d
1
+ 2.h
0
= 180 + 2.4,2 = 188,4

0
= 4,2 tra bng 4.21 trang 63[1]

2.7. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục :
+Theo công thc 4.19[1] lu :











 




 





v
= q
m
.v
2
= 0,178.13,7
2
= 33,5 N, q
m
trabng 4.22 trang 64[1].
+Theo công thc4.22[1] lc tác dng lên trc :
F
r
= 2.F

0.
z.sin(
1
/2) = 2.273.3.sin(159/2) = 1589,6 (N)
2.8. Kết quả bộ truyền đai:
Ký hi 
 d
1
= 180 (mm)
n d
2
= 355 (mm)
Chi l = 1800 (mm)
B r B = 63 (mm)
S  z = 3
Vn t v = 13,4 (m/s)
Khong cách trc a = 472 (mm)
L F
0
= 269,4 (N)
Lc tác dng lên trc F
r
= 1589,6 (N)
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 11

CHƢƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM
TỐC
*S liu:

Công sut: P = 8,22 KW
Tui th 
h
= 7.300.2.8 = 33600 gi

3.1. Chọn vật liệu:
Do không có yêu cc bim thng nht hóa trong thit k,  
chn vt li
Theo bng 6.1 trang 92[1] chn
Bánh nh : Thép C45 tôi ci thi   r   
b1
  
ch1
=
580MPa.
Bánh ln: Thép C45 tôi ci thi   r   
b2
  
ch2
=
450MPa.

3.2. Xác định ứng suất cho phép:
Theo bng 6.2 trang 94[1] vi thép C45, tôi ci thi r



  








Ch rn bánh nh HB
1
 rn bánh ln HB
2






  



















   














+S chu kì làm vi. Theo 6.5[1] N
HO
= 30.H
HB
2,4

N
HO1
= 30.240
2,4

= 1,55.10
7
(chu k)
N
HO2
= 30.230
2,4
= 1,4.10
7
(chu k)
N
FO1
= N
FO2
= 0,5.10
7
(chu k)
+S chu k làm vi




















    













Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 12


h
= 33600 (gi)
c =1  slp trong 1 vòng quay
























































Suy ra N
HE1
>N
HO1
; N
HE2
> N

HO2
nên K
HL1
= K
HL2
= 1
y theo 6.1a[1], ng sut ti nh
















*Vi cp nhanh s d

















  
















i vi cp chm s dng:
Do N
HE

> N
HO
=> K
HL
= 1
Nên

















+ng sut un cho phép:






















































Vì: N
FE1
>N
FO1
; N
FE2
> N
FO2

Nên K
FL1
= K
FL2
= 1

i b truyn quay 1 chiu K
FC
c:
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 13































+ng sut quá ti vi thin.








ng sut ung cho phép khi quá ti: 6.14[1]


















3.3. Tính toán cấp nhanh – Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.
S vòng quay bánh dn: n
1
= 727,5 vg/ph
Moment xon T
1
= 107841 Nmm
T s truyn u
1
= 4,3

3.3.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: theo 6.15a[1]






 















ng 6.6[1] ch
ba
= 0,3
Theo bng 6.5[1] v
a
= 43
Theo 6.16 vp ngoài h s

bd

ba
(u
1
+1) = 0,843
ng 6.7[1] K

 3



Chn a
w1
= 180 (mm)

3.3.2. Xác định các thông số ăn khớp
Theo 6.17[1] m = (0,01 ÷ 0,02)a
w1
= (0,01 ÷ 0,02).180 = 1,8 ÷ 3,6 (mm)
Theo bng 6.8[1] ch
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 14

u kip gim tc khai trin: 8
0

0









 









 








 





  







  



1


+S 
Ly z
1

+S n
z
2
= z
1
. u
1
g
Ly z
2

 s truyn trên thc t
u
m
= 112/26 = 4,308
Sai lch so vc 0,18%



 





  




0


3.3.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
+Theo công thc 6.33[1] , ng sut tip xúc trên b mt làm vic













 








H s k t liu cp Tra bc Z
M
= 274
(MPa
1/3
)
H s k n hình dng b mt tic
















V
b
góc nghiêng c  tính theo 6.35[1]
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 15














Theo TCVN1065  
0


b
= 15,57
0

Chiu r
w

ba
. a
w1
= 0,3.180 = 54 (mm)
H s k n s trùng khp c
H s trùng khp d


= b
w

H s trùng khp ngang tính g




  












> 1 nên tính theo công thc 6.36c[1]









 bng 6.11[1] :







 


 

Vn t
w1
.n
1
/60000 = 2,54(m/s)
Vi v = 2,6 m/s tra bng 6.13 trang 106[1] dùng cp chính xác là 9 và tra bng 6.14[1]
vi v< 2,5m/s ta chn K

= 1,14
Theo 6.42 ,




















H
h s k n ng ca sai s ptra theo bng 6.15 có giá tr 0.002
g
0
h s k n ng ca sai lc ng
6.16[1] có giá tr 73.



 












 H s ti trng khi tính v tip xúc theo công thc 6.39[1]
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 16

K
H
= K

K

K
Hv
= 1,13.1,14.1,03 = 1,33
Thay các giá tr vc c:




nh chính xác ng sut tip xúc cho phép:
Theo công thc 6.1:




















 v s n ng ca vn tc vòng Z
v
=1.
 vi cp chính xác ng hc là 9, chn cp chính xác v mc tin
 nhám R
a
 s  nhám b m
R
=
0,95
 vi d
a

xH
= 1







Ta thy 






thu kin bn tip xúc.

3.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
a. theo công thc 6.43[1]


















Theo bng 6.7[1] , K

= 1,27 ; theo bng 6.14[1] vi v < 5 và cp chính xác là 9
Nên K

= 1,37 ; theo công thc 6.47













 
F
= 0,006 h s k n ng ca các sai s p,tra bng 6.15[1]
Suy ra








 H s k n ti trng xut hip khi tính v un


 











 s ti trng khi tính v un là:
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 17

K
F
= K

K

K

Fv
= 1,27.1,37.1,09 = 1,86
 H s k n s trùng khp c

= 1,66










 H s k  nghiêng c


 


 



S 





















Theo bc
Y
F1
= 3,82
Y
F2
= 3,6
 H s  nhy ca vt lii vi tp trung ng sut:
Y
S
= 1,080,0695ln(m) = 1,080,0695.ln2,5 = 1,02
 H s n ng c nhám mng Y
R
= 1

 H s  bn un: K
xF
= 1.








































Thay tt c giá tr c






































Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 18

3.3.5. Các thông số và kích thƣớc bộ truyền cấp nhanh:
Khong cách trc a
w1
= 180 (mm)
 m = 2,5 (mm)
B r b

w
= 54(mm)
T s truyn u
m
= 4,3
 
0

S ng z
1
= 26
S  dn z
2
= 112
H s dch chnh x
1
= x
2
= 0
Theo các công thc trong bc
ng kính vòng chia:






















d
a1
= d
1
+ 2m = 72,8 (mm)
d
a2
= d
2
+ 2m = 297,2 (mm)

d
f1
= d
1
 2,5m = 62,8 (mm)
d
f2

= d
2
 2,5m = 287,2 (mm)











Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 19

3.4. Tính toán cấp chậm– Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.
S vòng quay bánh dn n
2
= 169,19 (vg/ph)
Môment xon T = T
2
= 445305 (Nmm)
T s truyn u
2
= 2,77

3.4.1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục

theo 6.15a[1]






 














ng 6.6[1] ch
ba
= 0,4
Theo bng 6.5[1] vng ta có: K
a
= 49,5

Theo 6.16 vp ngoài h s


bd

ba
(u
1
+1) = 0,74
Do ng 6.7[1] K

 5




  








Chn a
w2
= 250 (mm)

3.4.2. Xác định các thông số ăn khớp

w2

= 2,5 5 mm
m thng nht hóa trong thit k , chn tiêu chun c
cp chm b cp nhanh m = 2,5 (mm)







 


  

Ly z
1

2
= 54.2,77 = 147

w
= 0,5.m(z
1
+ z
2
) = 0,5.2,5(54+146) = 250 (mm)
+T s truyn thc t u
m
= 147/53 = 2,77

Sai lch so vc 0,24%
p: công thc 6.27[1]
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 20














tw
= 20
0
+H s dch chnh x
1
= x
2
= 0

3.4.3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
+ng sut tip xúc trên b mt làm vic theo 6.33[1]














 








H s k t liu cp Tra bc
Z
M
= 274 (MPa
1/3
)
H s k n hình dng b mt tic

















V tính z

:




  




  





  









  
















 



  

Theo 6.40[1] vn tc vòng

w1
n
2
/60000 = 1,17 (m/s)
Theo bng 6.13[1] ta có v < 2 m/s nên chn cp chính xác là 9, da vào bng 6.16[1]
chn g
0
=73














H
= 0,006 tra bng 6.15[1] vi cp chính xác 9, do 

Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 21



 











vi chiu r
b
w

ba
. a
w2
= 0,4.250 =100 (mm)
theo bng 6.13[1] chn K

= 1
 H s ti trng khi tính v tip xúc theo công thc 6.39[1]

K
H
= K

K

K
Hv
= 1,04.1.1,07 = 1,11
Thay vào 6.33 c



nh chính xác ng sut tip xúc cho phép:
Theo công thc 6.1:




















 v s n ng ca vn tc vòng Z
v
=1.
 vi cng hc là 9, chn cp chính xác v mc tin
 nhám R
z

 s  nhám b m
R
= 0,95
 vi d
a

xH
= 1


















nên thu ki bn tip xúc.

3.4.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
theo công thc 6.43[1]

















Theo bng 6.7[1] , K

= 1,1 ; theo bng 6.14[1] vi v < 2,5 và cp chính xác là 9

Nên K

= 1,37 ; theo công thc 6.47













 
F
= 0,016 h s k n ng ca các sai s p,tra bng 6.15[1]
Suy ra
Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 22









 H s k n ti trng xut hip khi tính v un


 











ó h s ti trng khi tính v un là:
K
F
= K

K

K
Fv
= 1,1.1,37.1,13 = 1,7
 H s k n s trùng khp c

= 1,8











 H s k  nghiêng cng nên



Theo bc
Y
F1
= 3,64
Y
F2
= 3,6
 H s  nhy ca vt lii vi tp trung ng sut:
Y
S
= 1,080,0695ln(m) = 1,080,0695.ln2,5 = 1,02
 H s n ng c nhám mng Y
R
= 1
 H s n bn un: K
xF
= 1.









































Thay tt c giá tr c vào 6.4c


































u kin bn uc tha.


Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 23

3.4.5. Các thông số và kích thƣớc bộ truyền bánh răng cấp chậm
Khong cách trc a
w2
= 250 (mm)
 m = 2,5 (mm)
B rng và b
w
= 100 (mm)
T s truyn u
m

= 2,77
S n z
1
= 53
S  dn z
2
= 147
H s dch chnh x
1
= x
2
= 0
ng kính vòng chia:











d
a1
= d
1
+ 2m = 137,5 (mm)
d

a2
= d
2
+ 2m = 372,5 (mm)

d
f1
= d
1
 2,5m = d
1
 2,5.2,5 = 126,25 (mm)
d
f2
= d
2
 2,5m =d
2
 2,5.2,5 = 361,25 (mm)

Đồ án CHI TIẾT MÁY – GVHD Nguyễn Như Ý

SVTH : Nguyễn Hữu Thương - 20802192 Trang 24

3.5. Kiểm tra bôi trơn ngâm dầu
Vip gim tc phm bu kin sau: theng dn tài liu [2]
trang 460.
+ Mc du thp nht ngp (0,75÷2) chi
2
= 5,5 c
nht 10mm)
+Khong cách gia mc du thp nht và cao nht h
max
 h
min

+ Mc du cao nhc ngp quá 1/3 bán kính bá
a4
/6)

Tng hu kin trên thì phm bu kii tha mã bng thc
13.15[2] vi h
2
< 10mm






  

  

  



u kiu.