BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI KHOA CƠ ĐIỆN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Giảng viên hướng dẫn : Lê Văn Uyển Sinh viên thực hiện : Lưu Quốc Toàn Lớp : CO24.02 Mã sinh viên : 19173604 Số thứ tự : 17 Hà Nội - 2022 Đồ án Chi tiết máy BẢNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Loại bộ truyền STT Đề TK Số liệu ban đầu trong HGT Lh.103, Trục vít-bánh F (N) v (m/s) D (mm) giờ vít 17 06 11000 0,7 400 13,5 Hướng phải Yêu cầu chung: Bộ truyền xích: 1 ≤ z ≤ 2; φ = 0⁰ Chế độ làm việc ổn định Bộ truyền trục vít Hệ số an toàn: [SH] =1,3 và [SF] = 2,5 2 Đồ án Chi tiết máy MỤC LỤC PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG. Chọn động cơ điện:. 1 Chọn tốc độ động cơ:.2 Công suất yêu cầu của động cơ:.3 Chọn động cơ điện:. Xác định TSKT trên các trục của hộp giảm tốc (HGT):.5 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY.7 I, TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI.1 Tính toán thông số.2 Thiết kế bộ truyền.
TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT TRONG HGT:.1 Thiết kế sơ bộ.2 Tính toán thiết kế bộ truyền. CHỌN KHỚP NỐI. THIẾT KẾ CÁC TRỤC TRONG HỘP GIẢM TỐC.1 Thiết kế trục I.2 Thiết kế trục II. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.
Bảng thông số kết cấu vỏ hộp. Kích thước các chi tiết. 44 3 Đồ án Chi tiết máy PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I. Chọn động cơ điện: Cần biết: - Loại động cơ - Công suất và tốc độ động cơ - Điện áp và tần số làm việc - Mômen khởi động 1.
1 Chọn tốc độ động cơ: a, Tốc độ quay trên trục công tác: vg/ph b, Xác định tỷ số truyền chung uc của hệ thống dẫn động: c = nđb / nc u c, Sơ bộ chọn trước tỷ số truyền bộ truyền ngoài: Tra bảng 13.1 chọn sơ bộ tỉ số truyền của từng bộ truyền trong hệ thống: - Bộ truyền động đai thang: ung =ud=2,5 d, Tính tỷ số truyền hộp giảm tốc tương ứng với tốc độ đồng bộ động cơ: h = uc /ung u 4 Đồ án Chi tiết máy e, Lập bảng thống kê (bảng 1.a) để tiện so sánh bảng thống kê thể hiện được: Tốc độ đồng bộ động cơ: nđb=750; 1000; 1500; 3000 vg/ph Bộ truyền ngoài và tỷ số truyền ngoài: ung=ud=2,5 Bảng 1.a: Tốc độ đồng bộ động cơ ( vg/ph) nđb=750 1000 1500 3000 Tỷ số truyền chung uc= 22,43 uc= 29,9 uc= 44,86 uc= 89,71 uc=nđb/nct Loại bộ truyề ngoài 2,5 2,5 2,5 2,5 Tỷ số truyền ung=ud Loại, số cấp HCT, 8,97 11,96 17,94 35,89 Tỷ số truyền uh=uc/ung Tỉ số truyền nên dùng cho bộ truyền trục vít u = 14…30 5 Đồ án Chi tiết máy Chọn tốc độ đồng bộ động cơ: 1500 vg/ph 1.2 Công suất yêu cầu của động cơ: Pct Công suất trên trục công tác: Hiệu suất của hệ thống: - Hiệu suất của khớp nối: ηk = 1 - Hiệu suất bộ truyền trụ vít: ηtv = 0,8 với z1 = 2 - Hiệu suất bộ truyền đai: ηd = 0,96 - Hiệu suất một cặp ổ lăn: ηo = 0,99 - Hiệu suất truyền động của hệ thống là: η= ηk.0,993 = 0,745 Công suất yêu cầu trên trục động cơ: Pyc= = 1.3 Chọn động cơ điện: Dựa vào công suất yêu cầu và tốc độ đồng bộ đã xác định ở trên tra bảng phụ lục P13 để chọn qui cách động cơ thỏa mãn điều kiện sau: Động cơ được chọn phải có công suất động cơ Pđc và số vòng quay đồng bộ nđb thỏa mãn điều kiện sau: Pđc¿ Pyc nđb¿ nsb 6 Đồ án Chi tiết máy Ngoài ra động cơ được chọn cần đủ mô men khởi động thỏa mãn điều kiện sau: Tra bảng phụ lục P13.2 xác định thông số và kích thước cơ bản của động cơ như sau: - Loại động cơ: 3K160S4 - Công suất động cơ: Pđc = 11 kW - Tốc độ quay của động cơ nđc = 1450 vg/ph Điều kiện về công suất và số vòng quay: - - Đường kính trục động cơ: dđc = 42 mm; L = 126 mm Sau khi chọn được động cơ điện: tính chính xác tỷ số truyền chung: Chọn utv = 17 đ = uc/utv = 2,55 u 7 Đồ án Chi tiết máy II. Xác định TSKT trên các trục của hộp giảm tốc (HGT): Để có dữ liệu thiết kế các chi tiết của hệ dẫn động (HDĐ) và trong HGT cần xác định các thông số kỹ thuật (P, n và T) trên các trục của HGT. Trong bảng 2 lần lượt ký hiệu các trục như sau: - Trục động cơ điện - Trục I là trục hộp giảm tốc - Trục II là trục ra (HGT một cấp) - Trục công tác (trục tang) 1. Công suất - Công suất trên trục công tác là: Pct= 7,7 kW - Công suất động cơ trên trục II là: PII kW - Công suất động cơ trên trục I là: PI kW 8 Đồ án Chi tiết máy - Công suất yêu cầu của động cơ là: Pyc = kW 2.
Tốc độ quay: Tốc độ quay của động cơ là: nđc =1450 vg/ph Tốc độ quay của trục I là: nI = = 568,47 vg/ph Tốc độ quay của trục II là: nII vg/ph Tốc độ quay của trục công tác là: nct = 33,44 vg/ph Bảng 2: Trục Động cơ I II Công tác Thông số uđ=2,55 uh=utv=17 uk=1 Công suất P (kW) 10,34 9,82 7,78 7,7 Tốc độ quay n (vg/ph) 1450 568,47 33,44 33,44 9 Đồ án Chi tiết máy PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I, TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI { P = 10,34 KW vg n = 1450 Thông số đã cho: ph u = 2 ,55 L = 1 35 00 h 1.1 Tính toán một số thông số - Từ P và n dựa vào hình 2.13 , chọn đai tiết diện B có b*h=17*10,5 (mm) Đường kính bánh đai nhỏ d1=140…280 (mm), chọn d1 = 200 mm Từ đó d2=u.200 = 510 mm - Chọn khoảng cách a: Góc ôm α1 xác định theo công thức : α1 = 180-57(d2-d1)/a = 180 - 17670/a Theo yêu cầu thiết kế, góc ôm α nằm trong khoảng 130 đến 150˚, do đó khoảng cách a phải nằm trong khoảng 353. Chọn a = 450 mm - Xác định chiều dài dây đai theo công thức: 2 π ( d1 + d2) ( d2 - d1) l=2a+ + = 2068 mm 2 4a Chọn l = 2163 mm theo tiêu chuẩn của phần mềm - Xác định các hệ số C - Tra bảng 2.14 , chọn C1=1 - Tra bảng 2.12, chọn C4=0,95 10 Đồ án Chi tiết máy - Tra bảng 2.2 Khai thác phần mềm thiết kế Hình 1.1 Tab Design Hình 1.2 Chọn tiết diện đai 11 Đồ án Chi tiết máy Hình 1.3 Bánh đai 1 Hình 1.4 Bánh đai 2 12 Đồ án Chi tiết máy Hình 1.5 Tab Calculation 13 Đồ án Chi tiết máy Nhận xét: Với yêu cầu khi thiết kế góc ôm α trong khoảng 130.150º và số dây đai 1 ≤ z ≤ 3 thỏa mãn yêu cầu thiết kế.3 Kết quả từ phần mềm: Belt Properties V-Belt DIN Display name 2215 Size 17 x 2120 Number of belts z 3.000 ul Wedge angle α 40.000 mm Datum width bw 14.000 mm Datum length Ld 2163.000 mm External length Le 2189.115 mm Internal length Li 2120.000 mm Length correction factor c3 0.990 ul External line offset Hw 4.156 mm Pitch line offset a 0.000 mm Minimum recommended pulley datum Dwmin 112.000 mm diameter Maximum flex frequency fmax 60.000 Hz Maximum belt speed vmax 30.000 mps Specific mass m 0.170 kg/m Base power rating PRB 6.460 kW Grooved Pulley 1 Properties Grooved Display name Pulley Size 17 x 200 Type of pulley DriveR D Datum diameter 200.000 mm d 14 Đồ án Chi tiết máy D Pitch Diameter 200.000 mm p b Datum width 14.000 mm w Groove angle α 38.500 mm Groove depth h 17.500 mm Radius External R1 0.000 mm Radius Internal R2 0.000 rpm Arc of contact β 143.85 deg Force on input F1 1077.478 N Force on output F2 396.514 N Resultant axle load Fr 1417.101 N Static tensioning Fv 1401.266 N force Friction factor fg 0.350 ul Grooved Pulley 2 Properties Grooved Display name Pulley Size Custom Type of pulley DriveN D Datum diameter 510.000 mm d D Pitch Diameter 510.000 mm p b Datum width 14.000 mm w Groove angle α 38.500 mm Groove depth h 17.500 mm Radius External R1 0.000 mm 15 Đồ án Chi tiết máy Radius Internal R2 0.621 mm Center distance C 499.727 rpm Theoretical transmission iT 2.550 ul ratio Transmission ratio i 2.568 ul Arc of contact β 216.15 deg Force on input F1 396.514 N Force on output F2 1077.478 N Resultant axle load Fr 1417.101 N Static tensioning force Fv 1401.266 N Friction factor fg 0.350 ul Strength check Power P 10.000 Speed n rpm Efficiency torque factor ηt 0.973 ul Belt slip s 0.007 ul Modify friction with speed fmod 0.012 s/m factor Tension factor k1 1.300 ul Belt Speed v 15.184 mps Belt flex frequency fb 14.040 Hz Number of belts required zer 2.042 ul Effective pull Fp 680.964 N Centrifugal force Fc 117.588 N Belt installation tension Ft 245.665 N Maximum tension in belt Ftmax 359.159 N 16 Đồ án Chi tiết máy span Hình 1.6 Bộ truyền đai II. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT TRONG HGT: { n1 = 568,47 ( phv ) utv = 17 Thông số đầu vào: P = 9,82 Kw Lh = 1 35 00 ( h ) Hướng răng nghiêng phải 2.1 Thiết kế sơ bộ a) Xác định sơ bộ vận tốc trượt v s = 4,5. √ 2221259 = 3,34 ( m / s ) 3 3 b) Xác định vật liệu: Điều kiện chọn vật liệu dựa theo vận tốc trượt sơ bộ: Khi vt,sb < 5 m/s , chọn vật liệu đồng thau ( brass ) hoặc đồng thanh thường, không thiếc (bronze) 17 Đồ án Chi tiết máy Khi vt,sb ≥ 5 m/s, chọn đồng thanh có thiếc (tin bronze, trong thành phần có thiếc Sn) Dựa vào kết quả vt,sb = 3,34 m/s < 5 m/s, dựa vào số liệu phần mềm chọn vật liệu để tính toán như sau: CuAl9Fe3 theo tiêu chuẩn ISO - Chọn vật liệu trục vít là: Thép 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC>45 {u =17 - Với tỉ số truyền Ztv = 2 → Z 2 = 34 răng 1 - Tính sơ bộ q.
Ta có q ≥ ( 0,25 ÷ 0,3 ) Z 2 = 8 ,5 …10,2 chọn q = 9 18 Đồ án Chi tiết máy Hình 2.1 Tab Calculation 19 Đồ án Chi tiết máy Hình 2.2 chọn vật liệu bánh vít Hình 2.3 Nhập hệ số K Hình 2.4 Chọn cấp chính xác 20 Đồ án Chi tiết máy Hình 2.2 Khai thác phần mềm thiết kế Kết quả sơ bộ: Common Parameters Gear Ratio i 17.786 mm m Axial Module 9.5288 Helix Angle γ deg 21 Đồ án Chi tiết máy 19.5603 Pressure Angle α deg Worm Diameter q 9.693 Center Distance aw mm Slide Speed vk 2.