MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
1.1/ Khái niệm hệ thống dẫn động băng tải........................................................ Trang 1
1.2/ Một số ví dụ hệ thống băng tải.................................................................... Trang 1
1.3/ Ưu điểm của việc dùng hệ thống băng tải.................................................. Trang 5
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
2.1/ Xác định công suất động cơ......................................................................... Trang 6
2.2/ Tính số vòng quay sơ bộ của động cơ.......................................................... Trang 7
2.3/ Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống............................................................ Trang 7
2.4/ Kết quả tính toán.......................................................................................... Trang 9
CHƯƠNG 3. BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
3.1/ Bộ truyền cấp nhanh (Bánh răng trụ nghiêng)............................................ Trang 10
3.2/ Bộ truyền cấp chậm (Bánh răng trụ thẳng)................................................. Trang 18
3.3/ Kết quả tính toán.......................................................................................... Trang 27
CHƯƠNG 4.BỘ TRUYỀN HỞ - THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
4.1/ Tính toán bộ truyền xích.............................................................................. Trang 28
4.2/ Kết quả tính toán.......................................................................................... Trang 33
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
5.1/Chọn vật liệu................................................................................................. Trang 34
5.2/Xác định sơ bộ đường kính trục.................................................................... Trang 34
5.3/Xác định khoảng cách gối đỡ và điểm đặt lực............................................. Trang 34
5.4/Tính chính xác các trục................................................................................. Trang 37
5.5/Chọn then...................................................................................................... Trang 46
5.6/Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi................................................................. Trang 47
CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
6.1/Trục 1............................................................................................................ Trang 53
6.2/Trục 2............................................................................................................ Trang 55
6.3/Trục 3............................................................................................................ Trang 57
CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
7.1/Các thông số vỏ hộp...................................................................................... Trang 61
7.2/Các chi tiết phụ............................................................................................. Trang 62
7.3/Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu.................................................. Trang 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí.Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại.Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước.Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ kỹ thuật.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.
Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Vẽ kỹ thuật 1A, 2A ,..., và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,… Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ kỹ thuật.
Em chân thành cảm ơn cô: ThS................, các thầy cô và các bạn khoa Khoa Học Ứng Dụng đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.
Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn
TPHCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG I/ TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
1.1. KHÁI NIỆM HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Hệ thống băng tải là một hệ thống chuyên dùng để tải sản phẩm, hàng hóa, nguyên vật liệu… từ nơi này đến nơi khác phục vụ cho việc vận chuyển, lắp ráp, kiểm tra trong dây chuyền sản xuất. Hệ thống băng tải được ứng dụng trong hầu hết các
ngành sản xuất công nghiệp. Kết cấu hệ thống băng tải thường gồm 3 phần chính: động cơ điện, hộp giảm tốc,
băng tải.
1.2. MỘT SỐ VÍ DỤ HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Hệ thống băng tải được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dệt may, da – sản phẩm từ da, hóa chất – dược liệu, điện – điện tử. Có khả năng vận chuyển từ 500 kg đến 10.000 kg sản phẩm cùng lúc trên dây chuyền. Giúp giảm chi phí thời gian và nhân công trong quá trình lắp ráp, sản xuất, vận chuyển. Có thể làm bàn thao tác hai bên để công nhân tiện lắp ráp, kiểm tra sản phẩm.
1.2.1. Băng tải sấy kiểu đứng
Dùng trong các ngành cao su – nhựa – chất dẻo.Công suất 2 – 7 m/phút. Giúp tiết kiệm không gian cho công đoạn sấy.
1.2.2. Băng tải thanh tròn
Dùng trong dây chuyền lắp ráp giày bít nữ, giày thể thao đế dán. Công suất tùy thuộc vào chiều dài máy, khoảng 2.000 đôi/8 giờ ứng với máy có kích thước: 1.400 x 800 (mm). Chiều dài máy được thiết kế theo yêu cầu của khách hàng. Vật liệu bằng các thanh tròn inox. Hai cạnh hông làm bằng inox dày 0.8 – 1mm.
1.2.3. Băng tải dùng trong nông nghiệp
Như băng tải vận chuyển thức ăn gia súc, dụng cụ nông trại...
1.2.5. Băng tải trong đời sống hằng ngày
Các ứng dụng của băng tải rất nhiều ví dụ như quầy tính tiền, kiểm kê hàng hoá...
1.2.6. Hệ thống băng tải di động bốc xếp hàng bao
Dùng bốc xếp hàng hóa tại các cảng sông, biển. Hàng bao được dỡ từ phương tiện vận tải đường sắt, đường bộ xếp lên băng tải, dẫn động đến một đoạn băng kẹp treo thẳng đứng và được đưa xuống một mâm xoay mang một đoạn băng con để có thể đưa hàng đến các vị trí trong hầm tàu. Toàn bộ hệ thống có thể di chuyển được dọc theo cầu tàu, ngoài ra băng tải phụ còn di động được theo phương vuông góc với cầu tàu nên dỡ hàng thuận lợi tại các vị trí trên phương tiện vận tải đường bộ, đường thủy.
Công suất 400 tấn/ca.
1.3. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC DÙNG HỆ THỐNG BĂNG TẢI
Sử dụng hệ thống băng tải sẽ tiết kiệm được rất nhiều chi phí nhân công (đối với các ngành đang dùng nhân công khuân vác) và tiết kiệm được thời gian thực hiện sản phẩm từ công đoạn này sang công đoạn khác (đối với các dây chuyền sản xuất, đặc biệt ngành giày da và điện tử ), thuận tiện khi cần tạo dây chuyền sản xuất khép kín.
CHƯƠNG II/ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠVÀ PHÂN PHỐI
TỈ SỐTRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
Số liệu ban đầu:
- Lực vòng trên băng tải, F(N) : 5300 [N]
- Vẫn tốc băng tải, v (m/s) :1.4 [m/s]
- Đường kính tang dẫn, D (mm) :550 [mm]
- Thời gian phục vụ L, năm :10 [năm]
- Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ :48000 [giờ]
(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ngày làm việc 8h)
- Chế độ tải : (T1, t1) ; (T2, t2) (T,50) ; (0.7T,25)
1.Xác định công suất động cơ:
Công suất làm việc trên băng tải : Pct = 8,211 (KW)
2.Tính số vòng quay sơ bộ của động cơ
Tra bảng P1.2/235 tài liệu [1], ta chọn động cơ với số hiệu DK.62-4 cùng với các thông số Pct=10 (KW); ndc = 1460 (v/p); đường kính trục động cơ D = 45(mm).
3.Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống
Kết quả tính toán thể hiện qua bảng sau:
CHƯƠNG III/ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
1.Bộ truyền cấp nhanh (Bánh răng trụ nghiêng):
- Số vòng quay bánh dẫn: n = 1460 (v/p)
- Moment xoắn: T = 58361( Nmm)
- Tỷ số truyền: u= 4,3
A.Chọn vật liệu cho bánh răng:
Ta chọn vật liệu có độ rắn < 300HB,Tra bảng 6.1/ 92 tài liệu [1],ta có:
Với
Bánh nhỏ: + Nhãn hiệu thép:CT45
(Chủ động) + Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
+ Độ rắn: HB = 280
+ Giới hạn bền:
+ Giới hạn chảy:
Bánh lớn: + Nhãn hiệu thép: 40X
(Bị động) + Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
+ Độ rắn: HB = 270
+ Giới hạn bền:
+ Giới hạn chảy:
B.Xác định ứng suất cho phép
Khi đó số răng bánh răng bị dẫn :Z2= Z1.u = 21 .4,3 = 90,3. Ta chọn z2 = 90 răng.
A.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
Theo bảng 6.13/106 tài liệu [1] ta được cấp chính xác là 9
Theo bảng 6.14 với cấp chính xác là 9 và v = 3,894( m/s), KHa = 1,147
Do đó độ bền uốn được thỏa.
2.Bộ truyền cấp chậm (Bánh răng trụ thẳng):
- Số vòng quay bánh dẫn: n = 339,535 (v/p)
- Moment xoắn: T = 238505( Nmm)
- Tỷ số truyền: u= 2,8
A.Chọn vật liệu cho bánh răng:
Ta chọn vật liệu có độ rắn < 300HB,Tra bảng 6.1/ 92 tài liệu [1],ta có:
Với
Bánh nhỏ: + Nhãn hiệu thép:CT45
(Chủ động) + Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
+ Độ rắn: HB = 280
+ Giới hạn bền:
+ Giới hạn chảy:
Bánh lớn: + Nhãn hiệu thép: 40X
(Bị động) + Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
+ Độ rắn: HB = 270
+ Giới hạn bền:
+ Giới hạn chảy:
2.Xác định số răng:
Khi đó số răng bánh răng bị dẫn :
Z2 = Z1.u = 33 .2,8 = 92,4 ta chọn: Z2 = 93 răng.
Theo bảng 6.13/106 tài liệu [1] ta được cấp chính xác là 9
Theo bảng 6.14 với cấp chính xác là 9 và v = 1,478(m/s), KHa = 1,13
Theo bảng 6.7 tài liệu [1], KFβ = 1,03 ; theo bảng 6.14 tài liệu [1] với: v = 1,478 và cấp chính xác là 9, KFα = 1,37
=>Do đó độ bền uốn được thỏa.
CHƯƠNG VI/ BỘ TRUYỀN HỞ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
Số liệu ban đầu:
- Công suất P =8,059(KW)
- Số vòng quay bánh dẫn: n = 121,26 (v/p)
- Moment xoắn: T = 634691,62(Nmm)
- Tỷ số truyền: u= 2,5
- Điều kiện làm việc: quay một chiều, làm việc 2 ca ,tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giọt, trục đĩa xích điều chỉnh được.
A.Chọn loại xích:
Xích ống - con lăn 1 dãy
B.Chọn số răng đĩa xích, xác định bước xích theo chỉ tiêu về độ bền mòn và xác định các thông số khác của xích và bộ truyền
Theo bảng 5.4/80 dựa vào tỉ số truyền ta có:
Z1=25
Z2 =u.Z1=25.2,5=62,5 chọn Z2 =63
Để đĩa xích được mòn đều thì số răng trên đĩa xích là số lẻ và tránh tuôn xích khi xích mòn < Zmax= 120
Với n01 =200 tra từ bảng 6-4 tài liệu tham khảo[4].
Bước xích được chọn để thỏa mãn điều kiện Pt <= [P]
=>Thỏa điều kiện bền về pc
- Và để bộ truyền xích làm việc bình thường ta giảm khoảng cách trục xuống một đoạn bằng (0,002÷0,004)A =>∆A = 0,003A = 3,3578(mm)
=>Vậy ta chọn A = 1115,9(mm)
D.Kiểm nghiệm về độ bền xích
Kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn stheo công thức 5.15/85
Hệ số an toàn [s] tra theo bảng 5.10/86 là: [s] = 8,5
Q = 127(kN) : tải trọng phá hỏng tra theo bảng 5.2/78
kd = 1,2 : hệ số tải trọng động ứng với chế độ làm việc trung bình
Ft = 4186,49(N) : lực vòng
Fv = q.v2 = 20,38(N) : lực căng do lực li tâm gây ra với q: khối lượng 1 mét xích theo bảng 5.2/78
F0 = 9,81.kf.q.A : lực căng do trọng lượng xích bị động gây ra, kf=6(Xích nằm ngang): 367,537(N)
=>An toàn khi quá tải
CHƯƠNG V/ THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
A. Chọn vật liệu:
Thép làm trục là thép CT45 tôi cải thiện.
B. Xác định sơ bộ đường kính trục:
Momen xoắn của 3 trục. Sau khi tính toán ta được:
d1 = 30 mm; d2 = 35 mm; d3 = 50 mm
Theo bảng 10.3/189 tài liệu [1]
k1 = 12(mm) :Khoảng cách từ mặt nút của chi tiết quay đến thành trong của hộp
k2 = 8(mm) :Khoảng cách từ mặt nút của ổ đến mặt trong của hộp
k3 = 10(mm) :Khoảng cách từ mặt nút chi tiết quay đến nắp ổ
hn = 15(mm) :Chiều cao nắp ổ và đầu bulông
Trục 1: Chiều dài mayơ bánh răng trụ: lm = (1,2 ÷ 1,5)d1
Trục 2: Chiều dài mayơ bánh răng trụ; lm = (1,2 ÷ 1,5)d2
Trục 3: Chiều dài mayơ bánh răng trụ và đĩa xích; lm = (1,2 ÷ 1,5)d3
2. Biểu đồ nội lực
Biểu đồ lực cảu các trục được thê rhieenj như hình dưới.
4.Tính đường kính trục tại các tiết diện:
oTrục 1: Đường kính sơ bộ d1 = 30(mm); chọn σ = 63
oTrục 2: Đường kính sơ bộ d1 = 35(mm); chọn σ = 63
oTrục 3: Đường kính sơ bộ d1 = 50mm; chọn σ = 50
5. Chọn then:
Vật liệu làm then là thép CT45.
6. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:
Ta kiểm nghiệm tại tiết diện nguy hiểm nhất
- Vật liệu làm trục 1,2,3: Thép CT45 thường hóa với σb = 600 Mpa
[s] = 3: hệ số an toàn cho phép([s] = 2,5...3)(không cần kiểm nghiệm về độ cứng trục)
CHƯƠNG VI/ THIẾT KẾ Ổ LĂN
oTrục I
o Số liệu ban đầu:
- Đường kính trục d10 = 25(mm)
- Số vòng quay n1 = 1460 (vòng/phút)
- Thời gian làm việc của ổ
Lh = 10.300.2.8 = 48000 (giờ)
o Phản lực tại các ổ:
Vì tải trọng tác dùng lên ổ 0 và ổ 1 như nhau nên ta tính toán cho 1 ổ
1. Chọnổ lăn:
Ởđây ta chọnổ tùy động (tự lựa) do thiết kế hộp giảm tốc cấp nhanh phânđôi, các trục quay nhanh hơn thường được đặt trênổ tùy động. Đó là cácổđũa trụ ngắn đỡ
Theo bảng P2.8 với đường kính trục d=30mm nên ta chọnổ cỡ nhẹ ký hiệu 2205theo tiêu chuẩn GOST 8328-75.
2. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Theo (11.1)/213tài liệu [1] , khả năng tải trọng Cdcủaổ được tính.
Vậy cặpổ lăn trên trục I bảođảmkhả năng tải trọng động.
oTrục III
o Số liệu ban đầu:
Đường kính trục d31 = 50(mm)
Số vòng quay n3 = 121,26(vòng/phút)
Thời gian làm việc của ổ
Lh = 10.300.2.8 = 48000 (giờ)
Vì tải trọng tác dùng lên ổ 1 lớn hơn ổ 0 nên ta tính toán cho ổ 1
1. Chọnổ lăn:
Chọn ổ bi đỡ chặn
Theo bảng P2.12 với đường kính trục d=50mm nên ta chọnổ cỡ nhẹ hẹp ký hiệu 36210theo tiêu chuẩn GOST 831-75.
2.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Vậy cặpổ lăn trên trục III bảo đảm khả năng tải trọng động.
CHƯƠNG VII/ THIẾT KẾ VỎ HỘP
Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và các bộ phận của máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đế, đựng dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết tránh bụi .
Vật liệu là gang xám GX15-32 .
Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua các trục để lắp các chi tiết thuận tiện và dễ dàng hơn .
Bề mặt lắp nắp và thân được cạo sạch hoặc mài, để lắp sít, khi lắp có một lớp sơn lỏng hoặc sơn đặt biệt.
Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng về phía lỗ tháo dầu với độ dốc từ 10Theo bảng 18.1 tài liệu [3], ta tính các quan hệ kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc.
CÁC CHI TIẾT PHỤ:
Vòng chắn dầu: tác dụng ngăn không cho dầu mỡ tiếp xúc nhau
Chốt định vị hình côn d =8 mm chiều dài l =46(mm)
Nút thông hơi:Chọn M27x2 với các thông số.
Nút tháo dầu:Chọn M20x2. Các thông số tra trong bảng 18-7 [2].
Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu:
Điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc là:
Theo phần 13.4.2 tài liệu [1], trang 463, ta có:
Mức dầu thấp nhất ngập (0,7 ÷2) chiều cao răng (h2=2,25.m) của bánh răng 2, nhưng ít nhất là 10(mm)
Khoảng cách giữa mức dấu thấp nhất và cao nhất là:
hmax–hmin=10 ÷ 15(mm)
oMức dầu cao nhất không ngập quá 1/3 bán kính bánh răng 4 :
da2/6=223/6=37,16(mm)
Ta có h2 = 2,25.m = 2,25.2,5 = 5,625 <10(mm)
H = da2/2 - 10 – (10 ÷ 15) = 86,5 ÷ 91,5(mm)>da4/3 = 79,33(mm )
Với: da2=223(mm)
da4=238(mm)
Vậy hộp gảm tốc thỏa điểu kiện bôi trơn ngâm dầu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ TẬP MỘT
(Trịnh Chất - Lê Văn Uyển).
2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ TẬP HAI
(Trịnh Chất - Lê Văn Uyển).
3. CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
(Nguyễn Hữu Lộc).
4. THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
(Nguyễn Trọng Hiệp- Nguyễn Văn Lâm).
5. VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TẬP MỘT
(Trịnh Hữu Quê - Đạng Văn Cứ - Nguyên Văn Tuấn).
6. VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TẬP HAI
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"