Thuyết minh đồ án chi tiết máy trục vít bánh vít 1 cấp full

MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................1
PHẦN I. MỞ ĐẦU..........................................................................................5
PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...........................................................6
CHƯƠNG 1. TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
VÀ MÔ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC....................................................6
1.1 Chọn Động Cơ........................................................................................6
1.1.1 Công suất yêu cầu của động cơ........................................................6
1.1.2 Xác định số vòng quay làm việc......................................................7
1.1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ....................................................................7
1.1.4 Số vòng quay sơ bộ của động cơ......................................................7
1.1.5 Chọn động cơ:..................................................................................7
1.1.6 Phân phối tỉ số truyền.......................................................................8
1.2 Tính các thông số trên trục......................................................................8
1.2.1 Tính công suất trên các trục.............................................................8
1.2.2 Tính số vòng quay trên trục.............................................................8
1.2.3 Tính momen xoắn trên trục:.............................................................8
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI – BỘ
TRUYỀN ĐAI THANG................................................................................10
2.1 Chọn đai................................................................................................10
2.2 Xác định đường kính bánh đai..............................................................10
2.3 Chọn sơ bộ khoảng cách trục A và chiều dài đai L...............................11
2.4 Xác định chính xác khoảng cách trục A................................................11
2.5 Tính góc ôm 1......................................................................................12
2.6Xác định số đai Z cần thiết.....................................................................12
2.7 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai............................................13


2.8 Tính lực căng ban đầu Fo và lực tác dụng lên trục Fr............................13
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG – BỘ
TRUYỀN TRỤC VÍT, BÁNH VÍT..............................................................15

3.1 Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít...........................................15
3.2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít []..........................................15
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục..........................................................18
3.4 Xác định mô đun..................................................................................18
3.5 Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh.....................................................19
3.6 Xác định các hệ số và một số thông số động học:................................19
3.7 Kiểm nghiệm răng bánh vít:..................................................................20
3.8 Tính nhiệt truyền động trục vít..............................................................21
3.9 Thông số bộ truyền trục vít bánh vít.....................................................21
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC..........................................24
4.1 Chọn vật liệu:........................................................................................24
4.2 Lực tác dụng lên trục.............................................................................24
4.3 Xác định sơ bộ đường kính trục:...........................................................25
4.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục......................................27
4.5 Tính chọn đường kính các đoạn trục.....................................................29
4.5.1 Trục I..............................................................................................29
4.5.2 Trục II.............................................................................................32
4.5.3 Chọn và kiểm nghiệm then............................................................35
4.5.4 Chọn và kiểm nghiệm then đối với trục II.....................................36
CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN Ổ LĂN.............................................................38
5.1 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn:.................................................................38
5.1.1 Trục I..............................................................................................38
5.1.2 Trục II.............................................................................................41


CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC...............................................43
6.1 Kết cấu hộp giảm tốc.............................................................................43
6.2 Kết cấu các bộ phận chi tiết khác a, chốt định vị..................................46
6.3 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp.............................................................48
6.4 Lắp ghép và dung sai.............................................................................48

PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ BÀI HỌC RÚT KINH NGHIỆM....................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................51


PHẦN I. MỞ ĐẦU
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với
một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu
máy.
Thông qua Đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại
các kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ
yếu về khả năng làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy;
chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung
cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số
liệu tra cứu khác. Do đó khi thiết kế Đồ án chi tiết máy phải tham khảo các
giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai
và lắp ghép, Nguyên lý máy,...Từng bước giúp sinh viên làm quen với công
việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình.Nhiệm vụ của chúng em là
thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc và bộ truyền đai thang. Hệ
được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ
truyền đai để truyền động đến băng tải.
Chúng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc với các Thầy,
Cô của Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, đặc biệt là các Thầy, Cô bên
Khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện cho chúng em đươc học môn” Đồ Án Chi Tiết
Máy”. Một môn học rất bổ ích đối với chúng em bây giờ cũng như sau này.Và
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Thu Hường đã nhiệt
tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt môn học này.
Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến
thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần chúng em chưa nắm vững, dù đã tham
khảo các tài liệu song khi thực hiện đồ án và tính toán không thể tránh được
những thiếu sót.Chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các Thầy,

Cô.
Chúng em xin chân thành cảm ơn


PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1. TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ
TRUYỀN VÀ MÔ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC

Thông số đầu vào:
+ Lực kéo băng tải : F = 11000

(N)

+ Vận tốc băng tải : v = 0,48

( m/s)

+ Đường kính tang : D = 400

(mm)

+ Số ca làm việc :

2 ( ca )

+ Thời hạn phục vụ :

h = 15000

( giờ )

+ Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài 50°
+ Đặc tính làm việc:

va đập vừa

1.1 Chọn Động Cơ
1.1.1 Công suất yêu cầu của động cơ

Pt: Công suất tính toán trên trục công tác
( kW)
η: Hiệu suất hệ dẫn động

η = ηtv.η3ol.ηd..ηkn

Trong đó : ηol là hiệu suất của ổ lăn
ηtv là hiệu suất của bộ truyền trục vít
ηd là hiệu suất của bộ truyền đai
ηkn là hiệu suất của khớp nối
Tra bảng B ta có : ηol = 0,99; ηtv = 0,75; ηd= 0,95; ηkn = 0,99
η = η3ol.ηtv.ηd..ηkn = ( 0,99). 0,75 . 0,95 . 0,99 = 0,68
=> Pct =

( kW)


1.1.2 Xác định số vòng quay làm việc
nlv =
1.1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ

usb = ud.utv
Theo bảng B ta chọn sơ bộ :
+ Tỉ số truyền dai : ud = 4
+ Tỉ số truyền bộ truyền trục vít : utv = 30
usb = 4.30 = 120
1.1.4 Số vòng quay sơ bộ của động cơ.

nsb = nlv.usb
=> nsb = nlv.usb = 23.120= 2760 ( v/ph)
Số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Chọn ndb = 2760 ( v/ph)
1.1.5 Chọn động cơ:
Tra bảng ở phụ lục tài liệu P1.1 [1], chọn động cơ thỏa mãn
+ ndb ~ nsb = 2760 ( v/ph)
+ Pdc Pct = 7,76 ( kW)
Ta được động cơ với thông số sau :
Kiểu động
cơ

Công suất Pct
(kw)

Vận tốc quay
(vg/ph)

Cos

η %

4AA63B2Y

3

0,25

2670

0,77

68

Bảng 1.1. Thông số động cơ

2,2

2


1.1.6 Phân phối tỉ số truyền
Xác định tỉ số truyền ut của hệ thống
Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền :
- Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài : uh =
Vậy ta có :

+ ut = 120
+ uh = 30
+ ud = 4

1.2 Tính các thông số trên trục
1.1.1

Tính công suất trên các trục

Công suất trên trục II :

PII =

Công suất trên trục I :

PI=

Công suất trên trục động cơ:

Pdc=

1.1.7 Tính số vòng quay trên trục
Số vòng quay của động cơ:

ndc = 2760 ( v/ph)

Số vòng quay trên trục I : nI == = 690 ( v/ph)
Số vòng quay trên trục II :
nII =23 ( v/ph)
1.1.8 Tính momen xoắn trên trục:
Momen xoắn trên trục động cơ :

Momen xoắn trên trụ I:
TI =

Momen xoắn trên trục II :

Momen xoắn trên trục công tác :


Bảng thông số các trục
Thông số
Trục
Công suất P
(kW)
Tỉ số truyền u
Số vòng quay n
(v/ph)
Momen xoắn T
(N.mm)

Động cơ

I

II

Công tác

6,09

5,72

5,38

5,28

Ud = 4

Uh = 30

2760

960

23

23

21072,3

79168

2233869,5

2528674

Bảng 1.2. Thông số kĩ thuật các trục


CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI –
BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

Chỉ tiêu tính toán
 Khả năng kéo
 Tuổi thọ của đai
2.1 Chọn đai

Từ công suất truyền: P = 7,23 (kW)
Tra bảng 4-13/59 [1], ta chọn đai thang loại A.
Thông số của loại đai A là:
Kí hiệu
A

Kích thước tiết
diện
b1 b
h y0

Diện tích tiết
diên A (mm2)

11

81

13

8

2,8

Đường kính
bánh đai nhỏ
d1 (mm)
100-200

Chiều dài giới

hạn l (mm)
560-4000

2.2 Xác định đường kính bánh đai
a) Chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 130 mm
Kiểm nghiệm vận tốc của đai:
Thoả mãn điều kiện v < vmax = (30  35) (m/s)
b) Tính đường kính bánh đai lớn D2

Trong đó : ndc = 2760 (v/ph): số vòng quay của trục dẫn
n1 = 690 (v/ph): số vòng quay của trục bị dẫn
 = 0,015: hệ số trượt của đai thang

Theo bảng 4.21/63 [1], ta chọn D2 = 630 (mm)
+ Tỉ số truyền thực tế


+ Sai lệch tỉ số truyền
< 4% Thỏa mãn.
2.3 Chọn sơ bộ khoảng cách trục A và chiều dài đai
L
Có ut = 3,9 tra bảng 4.14/60 [1] ta chọn A sb = 0.9D2 =
0,9.630 = 567 (mm)
Tính chiều dài L theo khoảng cách trục Asb
Theo công thức (5-1) [4]:

Ta chọn chuẩn chiều dài qua lớp trung hoà: L = 2500 (mm).
Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây:

Thoả mãn điều kiện u < umax =10.

2.4 Xác định chính xác khoảng cách trục A
Từ chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn
Theo công thức:

Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện sau:
0,55(D1 + D2) + h A 2(D1 + D2)
 0,55(160 + 630) + 8 A 2(160 + 630)


442,5

< A = 708 < 1580

=> Khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện.
Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai:


Amin = A - 0,015L = 708 - 0,015.2500 = 670,5
(mm)
Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng:
Amax = A + 0,33L = 708 + 0,33.2500 = 1533
(mm)
2.5 Tính góc ôm  1

1 = 1420> 1200 (thoả mãn điều kiện)
2.6Xác định số đai Z cần thiết
Tra bảng 4.7/55 [1], chọn Kd = 1.
Tra bảng 4.19/63 [1], với v=18,8 chọn được P[0] = 3,75, L0
= 1700.
Tra bảng 4.15/61 [1], chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của

chế độ tải trọng: C=0,89.
Tra bảng 4.16/61 [1], ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng
của góc ôm: CL = 0,86 với
Tra bảng 4.17/61 [1], ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng
của góc ôm: Cu = 1,14 với u >3
Tra bảng 4.18/61 [1], ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng
của góc ôm: Cz = 1

Tính số đai :

 chọn Z = 2
2.7 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2S


Tra bảng 4.21/63 [1]ta được t = 15 ; S = 10 ; ho = 3,3 ; e
= 10
 B = (2-1).15 + 2.10 = 35 (mm)
Đường kính ngoài cùng của bánh đai bánh dẫn:
= d1 + 2ho = 160 + 2.3,3 = 166,6 (mm)
= d2 + 2ho = 630 + 2.3,3 = 636,6 (mm)
Đường kính ngoài cùng của bánh đai bánh bị dẫn:
= + H = 166,6 + 12,5 = 179,1(mm)
= + H = 636,6 + 12,5 = 676,1 (mm)
2.8 Tính lực căng ban đầu Fo và lực tác dụng lên
trục Fr
 Lực căng ban đầu :

Bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng: Fv = 0 (N)
Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng: Fv = qm.v2

Tra bảng 4.22[1]: qm=0.105, v=18,8(m/s)
Fv= 0,105.18,82 = 37 (N)
= +
Lực tác dụng lên trục:

Thông số

Ký

Giá trị

hiệu
Loại đai
Đường kính bánh đai

A

Đai
thang
166,6(m