Do an mon hoc thiet ke truyen dong co khi
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (387.91 KB, 48 trang )
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
KHOA ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
_______________
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
SVTH :
VÕ HOÀNG THỐNG(MSSV: 11CD0030392)
Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 11 năm 2012
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 1
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Nhận xét của giáo viên:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 2
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
T
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
LỜI NÓI
ĐẦU
hực tiễn nền sản xuất công nghiệp nước ta chủ yếu là vừa và nhỏ, thiết kế
chưa đóng vai trò quan trọng, nhưng với xu thế phát triển hiện nay
của nền kinh tế khu vực và trên thế giới, ngày càng đòi hỏi sự hội nhập giao lưu
hợp tác giữa các nước. Vai trò của thiết kế đã tìm được chỗ đứng quan trọng trong
nền sản xuất công nghiệp hoá hiện đại hoá.
Đồ án Thiết kế Hệ thống Truyền động Cơ khí là môn học nhằm giúp cho
sinh viên, những chủ nhân tương lai của đất nước, có những kiến thức cơ bản trong
việc nắm bắt các giải pháp thiết kế tối ưu nhất.
Đồ án “Thiết kế trạm dẫn động Cơ khí ” nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ
hơn về những gì mình học và phát huy khả năng làm việc tự lập.
Trong quá trình hoàn thành bài tập, không ít khó khăn trong suốt quá trình
thu thập tài liệu, tìm hiểu các vấn đề liên quan về nghiên cứu thiết kế. Đồng thời
qua đó được sự đồng tình ủng hộ giúp đỡ của Thầy Trần Quang Thịnh đã tạo điều
kiện cho em hoàn thành tốt bài tập của mình. Em đã cố gắng hết mình nhưng cũng
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 3
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
không tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo thêm
của Thầy.
Em chân thành cảm ơn.
Người thực hiện.
VÕ HOÀNG THỐNG
TP, Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2012
MỤC LỤC:
Trang
Trang bìa..........................................................................................1
Nhận xét của giáo viên.....................................................................2
Lời mở đầu.......................................................................................3
Mục lục............................................................................................4
Đề bài...............................................................................................6
CHƯƠNGI. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ TRUYỀN
ĐỘNG.
1.1) Chọn động cơ truyền dẫn..................................................7
1.2) Phân phối tỷ số truyền động.............................................7
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN.
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 4
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
2.1) Thiết kế truyền động xích.................................................9
2.2) Thiết kế truyền động bánh răng......................................11
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CÁC TRỤC VÀ THEN.
3.1) Vẽ sơ đồ phát thảo hộp giảm tốc ...........................................21
3.2) Vẽ sơ đồ phân tích lực toàn bộ truyền....................................24
3.3) Thiết kế trục cấp nhanh và cấp chậm.....................................25
3.4) Tính và chọn then...................................................................36
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC GỐI ĐỠ VÀ VỎ HỘP.
4.1) Tính và chọn ổ lăn..................................................................39
4.2) Thiết kế vỏ hộp.......................................................................42
4.3) Phân tích và đưa ra phương pháp bôi trơn..............................43
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN.
5.1) Các bước khảo xác .................................................................45
5.2) Kết quả đạt được.....................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................46
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 5
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Thiết kế trạm dẫn động cơ khí
1. Sơ đồ động.
Động cơ điện
Bộ truyền động đai thang
Hộp giảm tốc
Nối trục
Xích tải
2. Sơ đồ tải trọng
3. Số liệu ban đầu:
• Lực vòng trên xích tải F (N):……2500………..
• Vận tốc xích tải v (m/s): …………1,2…
• Số răng trên xích tải Z (răng)………13………..
• Bước xích Tải Pc (mm)…………..110……
• Số năm làm việc a (năm)…………...5…………
• Đặc điểm của tải trọng : Tải va đập nhẹ, quay một chiều.
Chú ý: 01 năm làm việc 300 ngày, 01 ngày 02 ca, 01 ca 06 giờ.
Sai số cho phép về tỷ số truyền ∆i ≤ 3%
4. Nhiệm vụ: ( như hướng dẫn chi tiết kèm theo )
Một bản thuyết minh và tính toán
Một bản vẽ chế tạo A4 hoặc A3 bánh răng hay trục
Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc A1 hoặc A0
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 6
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Chương I : TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ
THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
Chọn động cơ
I.
Gọi Pt là công suất trên băng tải
η là hiệu suất chung
Pct là công suất cần thiết
PCT
mà
-
ta có :
Hệ thống gồm : 1 khớp nối, 3 bộ truyền bánh răng ăn khớp, 1 xích
truyền động, 4 cặp ổ lăn
Công suất cần thiết trên trục động cơ
η= ηkn.η2br .ηd .η4ol
Chọn:
ηkn = 1: hiệu suất khớp nối
ηbr = 0,97: hiệu suất bộ truyền bánh răng ăn khớp
ηd = 0,95: hiệu suất xích truyền động
ηol = 0,995: hiệu suất cặp ổ lăn
Vậy hiệu suất cụa bộ truyền:
η = 1.0,95. (0,97)2.(0,995)4 = 0,86
Nct =
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 7
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
-
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Chọn các thong số kỹ thuật của động cơ (bảng P1.3 trang 237_sách hệ
thống dẫn động cơ khí. )
Chọn động cơ điện có kí hiệu 4A112M4Y3 công suất động cơ Pđc =
7.5(kw), số vòng quay động cơ nđc = 1455v/p, động cơ có hiệu suất
87,5%;
Có khối lượng 2,2kg
PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
II.
-
Tỷ số truyền động chung
nt : số vòng quay
-chọn
Ta có :
Mà
+ Bảng số liệu tính toán
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 8
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
n1 = nđc = 1455 v/p
.Mô đun trên các trục
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 9
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Động cơ
Trục
Thông số
Công suất P,kw
Tỉ số truyền u
Số vòng qyay n,v/p
Mooomen xoắn T,Nmm
7,5
2,89
1455
49226
I
II
6,89
6,57
3,83
503,46
130694
131,45
477282
III
6,31
2,61
50,34
1197069
Phần II: thiết kế bộ truyền đai
Các thông số ban đầu để thiết kế truyền động đai
•
Công suất trục dẫn:
Số vòng quay trục dẫn: n1 =1455 v/p
Tỉ số truyền của bộ xích: ud= 2,89
Điều kiện làm việc: va chạm nhẹ, quay một chiều.
Các bước thiết kế bộ truyền đai:
Theo hinh 4.1chon tiết diện đai Б
Theo bảng 4.13 chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 180 mm
Vận tốc đai
•
•
•
-
Nhỏ hơn vận tốc cho phép
-
Theo công thức (4.2),với ε=0,02 , đường kính bánh đai lớn
d2 = u.d1 (1-ε)=509 mm
Theo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn d2 =500 mm
Như vậy tỉ số truyền thực tế:
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 10
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
-
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a=d2 =500(mm),theo công
thức 4.4 chiều dài đai:
Trong đó:
-
Theo bảng 4.13 chon chiều dài đai tiêu chuẩn l=2000mm
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây, theo (4.15)
-
Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l=2000mm
Theo công thức (4.6)
Với
-
Theo bảng (4.7) góc ôm
3.xác định số đai z : theo công thức (4.16) :
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 11
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Theo bảng 4.7
(bảng 4.15)
Với
Theo bảng 4.17, với u=2,89 ,
Theo bảng 4.19,
Ta được
Với
Do đó:
Lấy z=3 đai.
- Chiều rộng bánh đai, theo 4.17 và bảng 4.21,
B=(z-1)t+2e=(4-1).19+2.12,5=82 mm
- Đường kính ngoài của bánh đai
4.xác định lực cangwban đầu và lực tác dụng lên trục:
- theo (4.19)
Trong đó :
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 12
Ngun Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Do đó:
Theo cơng thức (4.21) lực tác dụng lên trục
Chương II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
1. Do khơng có u cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết
kế, ở đây chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau.
Cụ thể theo bảng 6.1 chọn :
Bánh nhỏ: thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có
Bánh lớn:thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có
2.Phân tỉ số truyền theo u cầu bơi trơn, sử dụng hình 3.19
3.xác định ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 với thép 45, tơi cải thiện đạt độ rắn HB 180…350,
Chọn độ rắn bánh nhỏ H
B1
SVTH: VÕ HỒNG THỐNG
=245 và độ rắn bánh lớn H
B2
=230, khi đó:
Trang 13
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Theo (6.5) do đó:
Theo (6.7)
Suy ra N
HE1
>N
Ho1
HL1
do đó K
=1
Như vậy theo (6.1a), sơ bộ xác định được
Với cấp nhanh sử dụng răng nghiên, do đó theo (6.12)
Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra NHE đều lớn hơn NHO nên KHL=1, do
đó:
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 14
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Theo (6.7) :
Vì N
FE2
>N
FO
do đó K
FL2
FL1
=1, tương tự K
Do đó theo (6.2a) với bộ truyền quay 1 chiều K
=1
FC
=1, ta được :
Ứng suất quá tải cho phép : theo (6.10) và (6.11) :
4.Tính toán cấp nhanh : bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên :
a) xác định sơ bộ khoảng cách trục : theo (6.15a):
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 15
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Trong đó theo bảng 6.6, chọn Ψba=0,3 ; với răng nghiên Ka=43 (bảng 6.5) ;
Theo (6.16) Ψbd=0,5Ψba(u+1)=0,5.0,3(3,83+1)=0,72 , do đó theo bảng 6.7,
Lấy aw1=168
b. xác định các thông số ăn khớp
Theo (6.17) m=(0,01/0,02).aw=(0,01/0,02).168=1,68-:-1,36 mm
Theo bảng 6.8 chọn modun pháp m=2,5
Chọn sơ bộ β=10, do đó cosβ=0,9848, theo (6.31) số răng bánh nhỏ
Lấy Z1=27
Số răng bánh lớn:
Lấy Z2=103
Do đó tỉ số truyền thực sẽ
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 16
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Suy ra :
C) Kiểm nghiệm bánh răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.33), ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc
Theo bảng 6.5,
Theo 6.35
Với
Do đó theo (6.34) :
Theo (6.37),
Do đó theo (6.38),
Trong đó theo (6.38b) :
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 17
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
Theo (6.40),
Với v=1,84 m/s theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 9. Theo bảng 6.14 với acấp
chính
xác 9 và v<2,5 m/s
Theo (6.42),
Trong đó theo bảng 6.15,
, theo bảng 6.16, g=73
. do đó theo bảng
(6.41)
Theo (6.39)
Thay các vị trí vừa tính được vào (6.33) ta được:
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo 6.1 với v=1,84 m/s < 5 m/s ,Zv=1 ;với cấp chính xác đonhj học là 9, chọn cấp
chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó khi gia công đạt độ nhám
µm,
do đó
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 18
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
với
Do đó theo (6.1) và (6.1a) :
Như vậy σH >[σH], do đó cần tăng thêm khoảng cách trục aw và tiến hành kiểm
nghiệm lại. kết quả được :
d) kiểm nghiệm rẳng về độ bền uốn. theo (6.43):
Theo bảng 6.7,KFβ=1,32 ; theo bảng 6.14 với v < 2,5 m/s và cấp chính xác 9,
KHα=1,37 ; theo (6.47)
Theo đó theo bảng 6.15,
Do đó theo 6.46
Do đó
Với
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 19
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Với
Số răng tương đương :
ảng 6.18 ta được
Theo b
R
Với m=2.5, Ys=1,08-0,0695ln(2,5)=1,022 , Y =1 (bánh răng phay)
xF
K
=1 (<400mm), do đó theo 6.2 và 6.2a :
Tương tự tính được
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên :
e) kiểm nghiệm răng về độ quá tải
Theo (6.48) với Kqt=Tmax/T=1,8:
Theo 6.49
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 20
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
g) các thông số và kích thước bộ truyền
+ khoảng cách trục
+ mô đun pháp
+ chiều rộng vành răng
+ tỉ số truyền
+ góc nghiên của răng
+ hệ số dịch chỉnh
Theo các công thức trong bảng 6.11, tính được :
+ Đường kính vòng chia
+ Đường kính đỉnh răng
+ Đường kính đáy răng
5.tính bộ truyền cấp chậm
a) xác định sơ bộ khoảng cách trục : tương tự như (4.a) :
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 21
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
Trong đó theo bảng 6.6 chọn
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
; với răng thẳng
do đó theo bảng 6.7 ,
; theo 6.14
(sơ đồ 5)
Ta có
Tính đến tổn thất do ma sát trên răng ở cấp nhanh (η=0,96) và tổn thất trên một
cặp ổ lăn (η=0,99), công suất treen trục bánh chủ động của cấp chậm
P1=0,96.0,99.6,89=6,54(kw).do đó
Lấy
b) xác định các thông số ăn khớp :
m=(0,01…0,02)
Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn mô đun tiêu chuẩn của bánh
răng cấp chậm bằng mô đun của cấp nhanh m=2,5mm.
Lấy
Lấy
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 22
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Do đó
Lấy
do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 257,5 lên
260mm.
Tính hệ số dịch tâm theo (6.22) :
Theo (6.23),
Theo bảng 6.10a tra được
,do đó theo 6.24 hệ số giảm đỉnh răng
Theo (6.25) tổng hệ số dịch chỉnh
Theo 6.26 hệ số dịch chỉnh bánh 1 :
Và hệ số dịch chỉnh bánh 2:
Theo 6.27 góc ăn khớp
Do đó
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo 6.33
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 23
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Theo bảng 6.5,
, theo 6.34
Với bánh răng thẳng, dùng 6.33a để tính Zε :
Trong đó :
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
Theo 6.40
0
Theo bảng 6.13, chọn cấp chính xác 9,do đó theo bảng 6.16, g =73
Theo bảng 6.42 :
H
Trong đó , theo bảng 6.15, δ =0,006. Do đó :
Thay các giá trị vừa tính được vào 6.33 :
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
Trang 24
Nguyên Lý Chi Tiết Máy 2
GVHD: TRẦN QUANG THỊNH
Theo 6.1 với v=0,86 m/s, Zv=1, với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính
xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám Rz=10…40μm, do đó
R
Z =0,9 ; với
do đó theo 6.1 và 6.1a :
Như vậy
, nhưng chênh lệnh này nhỏ,do đó có thể giảm chiều rộng răng :
w
Lấy b =40 mm.
Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn và về quá tải đều đạt yêu cầu.ở đây không trình
bày.
d) các thông số và kích thước bộ truyền.
w2
+ khoảng cách trục
a
=260 mm
+ mô đun
m = 2,5 mm
w
+ chiều rộng vành răng
b =77,1 mm
+ tỉ số truyền
u =2,61
+ góc nghiên của răng
β=0
+ số rẳng bánh răng
Z =57
+ hệ số dịch chỉnh
X =0,22
SVTH: VÕ HOÀNG THỐNG
m
1
1
2
Z =149
1
Z =0,792
Trang 25
