Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ VÀ ĐỘNG LỰC ---------- ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 1 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Sinh viên thực hiện : Chu Việt Hoàng Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN HỒNG LĨNH Lớp : D12_CODT2 Mã Sinh Viên : 1781620046 Hà Nội: 3/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ VÀ ĐỘNG LỰC SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 2 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GIẢNG VIÊN: LỰC 1 KHOA CNCK TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘ GIẢM TỐC : NGUYỄN HỒNG -----o0o----- CÔN TRỤ HAI CẤP LĨNH (Phương án số 1) Sơ đồ hệ thống dẫn động. SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 3 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Bảng số liệu thiết kế: STT Tên Ký hiệu và thông số 1 Công suất thùng trộn: P = 5 Kw Số vòng quay thùng n = 40 vòng/phút 2 trộn: Chế độ làm việc: Số ca làm việc: 2 ca 3 Thời gian phục vụ, L = 5 năm L: Đặc tính làm việc: êm, 1 chiều, tải va đập nhẹ SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 4 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh MỤC LỤC Lời nói đầu Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên ngành cơ khí và động lực. Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiết kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án tiếp theo Hộp giảm tốc là một cơ cấu được sử dụng rộng rãi trong nghành cơ khí nói riêng và công nghiệp nói chung. Và trong môi trường công nghiệp hiện đại hóa ngày nay, việc thiết kế hộp giảm tốc sao cho phù hợp, tiết kiệm mà vẫn đáp ứng độ bền là hết sức quan trọng.
Được sự phân công của thầy giáo:Nguyễn Hồng Lĩnh, em thực hiện đồ án: Thiết kế hộp giảm tốc côn trụ hai cấp. Để ôn lại kiến thức và tổng hợp lý thuyết đã học vào một hệ thống cơ khi hoàn chỉnh. Do yếu tố thời gian, kiến thức và các yếu tố khác(dịch bệnh covi-19 .) nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận được những nhận xét quý báu của các thầy. Xin cảm ơn các thầy hướng dẫn và các thầy trong khoa đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án.
Sinh Viên Thực Hiện Hoàng Chu Việt Hoàng SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 5 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Phần 1:XÁC ĐỊNH CÔNG SUÂT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I.Xác định công suất động cơ: Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết Pđc>Pct Hiệu suất chung của hệ thống ch br1 br2 ol3 x br1: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng br2: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng tru răng thẳng ol: Hiệu suất của các ổ lăn( 3 cặp ổ lăn) x: Hiệu suất của bộ truyền xích Chọn hiệu suất của nối trục là 1: Suy ra: br1=0,96 ; br2=0,97 ; ol=0,99 ; x=0,92 ch=0,96.0,92=0,831 Công suất cần thiết: 5 Pct=0,831=6,017 kW Do hệ thống có sơ đồ tải trọng không đổi theo thời gian ta sử dụng luôn công suất này để chọn động cơ. Từ đây ta phải chọn động cơ có công suất lớn hơn 6,017kw 2. Xác định số vong quay sơ bộ: Chọn tỉ số truyền SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 6 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Tỉ số truyền chung của hệ: uch=uhgt.ux Đối với bộ truyền xích, tỉ số truyền ux được chọn trong khoảng 2÷6 Đối với hộp giảm tốc côn trụ 2 cấp, tỉ số truyền được chọn trong khoảng 10÷25 Ta chọn sơ bộ tỉ số truyền như sau: Uch=3.11=33 Số vong quay sơ bộ của động cơ: nđc=nct. Chọn động cơ: Công Vận tốc Kiểu động suất, quay, cos % Tmax/Tdn Tk/Tdn cơ (kW) (vg/ph) 4A132S4Y3 7,5 1455 0,86 87,5 2,2 2,0 Tỉ số truyền thực sự lúc này là: ndc 1455 𝑛𝑙𝑣 40 uch= = =36,38 II.Xác định số vòng quay sơ bộ: -Hộp giảm tốc Tỉ số truyền chọn sơ bộ là Uhgt=12 -Bộ truyền xích Tỉ số truyền còn lại 𝑢𝑐ℎ 36,38 Ux= 𝑢𝑔ℎ𝑡 = 12 =3,03 -Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc Chọn tỉ số truyền của cặp bánh răng côn so với bánh răng trụ SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 7 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh ucôn=1,3 utru Tỉ số truyền của cặp bánh răng trụ do đó sẽ 𝑢𝑔ℎ𝑡 12 =√ 1,3 =3,04 1,3 utrụ=√ Tỉ số truyền của cặp bánh răng côn 𝑢𝑔ℎ𝑡 12 𝑢 𝑡𝑟ụ 3,04 ucôn= = =3,95 Tỉ số truyền cuối cùng của hộp giảm tốc uhgt = ucôn utrụ = 3,95.04 = 12,008 Sai số tỉ số truyền: ∆= |12−12,008| 12 =0,06% Bảng thông số kĩ thuật: Trục Động cơ I II III Công Tác Thông số Công suất (kW) 7,5 6,33 6,88 6,606 5 Tỷ số truyền u 1 3,95 3,04 2,32 Số vòng quay 1455 1455 368,35 112,17 40 (vòng/phút) Momen xoắn 49226,8 41547,42 178373,8 515940,09 1193750 (Nmm) 1.
CÔNG SUẤT TRÊN CÁC TRỤC: SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 8 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh 𝑃𝑐𝑡 0,6,017 92. MÔ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC: 𝑇𝑑𝑐 = 9,55. 𝑛𝑐𝑡 40 = 1193750 PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 2.
CHỌN LOẠI XÍCH Công suất trên đĩa xích nhỏ của bộ truyền xích chính là công suất trên trục 3: P3 = 6,606 (Kw), với số vòng quay đĩa xích nhỏ n3=112,17(vòng/phút), với tỉ số truyền 𝒖𝒙 = 𝟐, 𝟑𝟐 Vì số vòng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống con lăn. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA XÍCH VÀ BỘ TRUYỀN Chọn số răng của đĩa xích nhỏ: Theo bảng 5.4 Tài liệu (*), với u=2,32 chọn số răng đĩa xích nhỏ z1 =25 SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 9 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Từ số răng đĩa xích nhỏ ta tính đó số răng đĩa xích lớn theo công thức: z2 = z1 ux = 2,32.25 = 58 răng Chọn z2 = 58 răng < zmax = 120 răng Theo công thức (5.3) tài liệu (*), công suất tính toán: Pt P3 .0,45 = 5,19 Trong đó: với z1=25, kz=25/25=1; với n01= 50 (vg/ph), kn=n01/n3=50/112,17 = 0,45 Theo công thức (5.1,3=1,747 Với: k0=1: đường tâm của xích làm với phương nằm ngang 1 góc < 400 ka=1: khoảng cách trục a=(3050)pc. kđc=1: điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích. kđ=1,2: tải trọng động va đập nhẹ.
kc=1,12: làm việc 2 ca 1 ngày. kbt=1,3: môi trường có bụi, chất lương bôi trơn II (đạt yêu cầu).5 Tài liệu (*) với n01=50 (vng/ph), chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích pc=38,1mm thỏa mãn điều kiện bền mòn: Pt [P] 10,5 Đồng thời theo bảng (5.8), bước xích pc=38,1mm<pmax. Khoảng cách trục a=40pc=40.38,1=1524mm; Theo công thức (5.12) tài liệu (*) số mắt xích. 2 2 2π 1524 x + + +( =122,18 pc 2 2π a SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 10 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Lấy số mắt xích chẳn x=122, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.
( ) ] 25+58 25+58 58−25 2 2 π = 1520mm Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a 1 lượng bằng: Δa = 0,003. Số lần va đập của xích: Theo (5. TÍNH KIỂM NGHIỆM XÍCH VỀ ĐỘ BỀN Q Theo (5.15) tài liệu (*): s kd Ft F0 FV Với : - Theo bảng 5.112,17 60000 - v 60000 - Lực vòng: Ft=1000.6,606/1,78 = 3711,24N - Lực căng do lực li tâm: FV=q.1,782= 17,42N; SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 11 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh - Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: F0=9,81.10 với n=50vg/ph, [s]=7. Vậy s>[s]: bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.4 Xác định thông số đĩa xích: Đường kính đĩa xích: Theo công thức (5.17) tài liệu (*) và bảng 14.2=681,34mm (với bán kính đáy r=0,5025d1+0,05=0,5025.22,23+0,05=11,2mm và d1=22,23mm bảng 5.2 tài liệu(*)) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.1 = 468,96 Với: Ft=3711,24 kr=0,42: hệ số ảnh hưởng số răng xích (Với z1=25).
Kđ=1,2: hệ số tải trọng động (Tải động, va đập nhẹ) SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 12 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh Fvđ1=13.1=6,2N: lực va đập trên m dãy xích.105 Mpa A=395mm2: diện tích của bản lề (bảng 5.12 tào liệu (*)) Theo bảng 5.11 sách (* ) ta chọn vật liệu chế tạo đĩa xích là Thép C45 tôi cải thiện. Độ cứng là HB170, đạt độ cứng tiếp xúc [ H ]=500MPa 2.5 Xác định lực tác dụng lên trục: Fr = kx.n =4267,9(N) Với kx =1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc < 400 Ft= 3711,42 N: Lực vòng. Lực căng do lực li tâm: FV=q.1,782=17,42 N; Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: F0=9,81. THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BỘ TRUYỀN XÍCH Công thức tính đĩa xích Thông Kí Bánh dẫn Bánh bị số hiệu dẫn Bước xích pc 38,1 mm Số răng đĩa xích z 25 răng 58răng Đường kính vòng d 304 mm 703,74 mm SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 13 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh chia Đường kính vòng da 320,6 mm 721,76 mm đỉnh Đường kính vòng df 281,6 mm 681,34 mm đáy Đường kính vành dv 258,2mm 804,9 mm đĩa Đường kính con lăn dl / dl = 22,23 dc = 11,1 / đường kính chốt dc mm mm Bán kính đáy r 11,2 mm SVTH:CHU VIỆT HOÀNG MSV:1781620046 14 download by : skknchat@gmail.com Đồ án CSTKM GVHD: Nguyễn Hồng Lĩnh 2.
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: Đây là bộ truyền bôi trơn tốt (bộ truyền kín) ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xúc để tránh hiện tượng tróc rỗ bề mặt và kiểm nghiệm lại điều kiện bền uốn.Bộ truyền cấp nhanh 2.Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng Ta chọn loại vật liệu hai cấp của bánh răng như nhau (thép C45 thường hóa). Ta chọn như sau: - Độ rắn bánh nhỏ là 250 HB - Độ rắn bánh lớn là 235 HB 2. Ứng suất cho phép: * Ứng suất tiếp xúc cho phép Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính sơ bộ theo công thức (3.𝐾 𝐻 *Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kì cơ sở được cho trong bảng 𝜎𝑂𝐻 𝑙𝑖𝑚1 =2H1+70=570MPa (3.5) 𝜎𝑂𝐻 lim2 =2H2+70=540Mpa *Hệ số tuổi thọ KHL được xác định theo công thức (3.7) KHL= √ 𝑂𝐻 𝑚𝐻 𝑁 𝑁 𝐻𝐸 trong đó: NHE - số chu kỳ làm việc tương đương NHO - số chu kỳ làm việc cơ sở mH - bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6. *Số chu kỳ làm việc tương đương được xác định theo công thức (3.