Đồ Án Thiết Kế Hộp Giảm Tốc Chi Tiết Máy Tại Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Đồ án nghiên cứu chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Nguyễn Anh Khoa
• Người hướng dẫn: GVHD: Dương Đăng Danh
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Chi tiết máy
• Đề tài: Đồ Án Thiết Kế Hộp Giảm Tốc Chi Tiết Máy
• Loại tài liệu: đồ án
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Lời nói đầu
• 1.2. Các thông số đầu vào
• 1.3. Tính toán chọn động cơ
• 1.4. Thiết kế đai
• 1.5. Thiết kế bộ truyền bánh răng
• 1.6. Thiết kế trục và then
• 1.7. Tính toán chọn ổ
• 1.8. Thiết kế kết cấu vỏ
• 1.9. Thiết kế các chi tiết phụ
• 1.10. Dung sai lắp ghép
• 1.11. Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về Đồ Án Thiết Kế Hộp Giảm Tốc Chi Tiết Máy

Đồ án thiết kế hộp giảm tốc chi tiết máy là một phần quan trọng trong lĩnh vực cơ khí. Hộp giảm tốc không chỉ giúp giảm tốc độ mà còn tăng mô-men xoắn cho các hệ thống truyền động. Việc thiết kế hộp giảm tốc giúp sinh viên nắm vững các nguyên lý cơ bản và ứng dụng thực tiễn trong ngành cơ khí. Đồ án này không chỉ củng cố kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thiết kế và tính toán cho sinh viên.

1.1. Khái niệm về hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc là thiết bị cơ khí dùng để giảm tốc độ quay của động cơ, đồng thời tăng mô-men xoắn. Hệ thống này thường được sử dụng trong các máy móc công nghiệp và thiết bị tự động hóa.

1.2. Vai trò của hộp giảm tốc trong cơ khí

Hộp giảm tốc đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động, giúp cải thiện hiệu suất làm việc của máy móc. Nó giúp giảm thiểu hao tổn năng lượng và tăng độ bền cho các chi tiết máy.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế hộp giảm tốc

Thiết kế hộp giảm tốc gặp nhiều thách thức như tính toán chính xác các thông số kỹ thuật, lựa chọn vật liệu phù hợp và đảm bảo độ bền cho sản phẩm. Các yếu tố như tải trọng, tốc độ và môi trường làm việc cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Tính toán các thông số kỹ thuật

Việc tính toán các thông số như công suất, tỷ số truyền và hiệu suất là rất quan trọng. Những sai sót trong tính toán có thể dẫn đến hỏng hóc trong quá trình vận hành.

2.2. Lựa chọn vật liệu cho hộp giảm tốc

Vật liệu được chọn phải đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải. Thép là lựa chọn phổ biến, nhưng cần xem xét các yếu tố như độ cứng và khả năng chống mài mòn.

III. Phương pháp thiết kế hộp giảm tốc hiệu quả

Để thiết kế hộp giảm tốc hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại và phần mềm hỗ trợ. Việc sử dụng mô hình 3D giúp hình dung rõ hơn về cấu trúc và các chi tiết bên trong hộp giảm tốc.

3.1. Sử dụng phần mềm thiết kế

Phần mềm như AutoCAD và SolidWorks giúp tạo ra các bản vẽ chi tiết và mô phỏng hoạt động của hộp giảm tốc. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề trong thiết kế.

3.2. Mô phỏng và kiểm tra

Mô phỏng hoạt động của hộp giảm tốc trong các điều kiện khác nhau giúp đánh giá hiệu suất và độ bền của thiết kế. Các bài kiểm tra thực tế cũng cần được thực hiện để đảm bảo tính khả thi.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hộp giảm tốc trong công nghiệp

Hộp giảm tốc được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, chế biến thực phẩm, và tự động hóa. Nó giúp cải thiện hiệu suất làm việc và tiết kiệm năng lượng cho các hệ thống truyền động.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất

Trong ngành sản xuất, hộp giảm tốc giúp điều khiển tốc độ của máy móc, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong tự động hóa

Hệ thống tự động hóa sử dụng hộp giảm tốc để điều khiển các thiết bị như băng tải, robot và máy móc tự động, giúp tăng cường hiệu quả sản xuất.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế hộp giảm tốc

Thiết kế hộp giảm tốc chi tiết máy là một lĩnh vực đầy tiềm năng và thách thức. Với sự phát triển của công nghệ, các phương pháp thiết kế và vật liệu mới sẽ mở ra nhiều cơ hội cho ngành cơ khí. Việc nghiên cứu và cải tiến thiết kế hộp giảm tốc sẽ góp phần nâng cao hiệu suất và độ bền cho các hệ thống truyền động.

5.1. Xu hướng phát triển trong thiết kế

Xu hướng hiện nay là sử dụng các vật liệu nhẹ và bền hơn, cùng với công nghệ sản xuất tiên tiến để tạo ra các hộp giảm tốc hiệu quả hơn.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực thiết kế hộp giảm tốc sẽ giúp cải thiện hiệu suất và giảm chi phí sản xuất, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

lOMoARcPSD|39269578 đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc đồ án thiết kế (Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh) Scan to open on Studocu Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Dương Đăng Danh MỤC LỤC  Lời nói đầu.Trang 1  Các thông số đầu vào….3  Tính toán chọn động cơ.4  Thiết kế đai….8  Thiết kế bộ truyền bánh răng.13  Thiết kế trục và then….30  Tính toán chọn ổ….48  Thiết kế kết cấu vỏ….54  Thiết kế các chi tiết phụ….56  Dung sai lắp ghép…. 62  Tài liệu tham khảo…. 65 SVTH: Nguyễn Anh Khoa MSSV: G0901235 1 Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 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 khí. 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 máy 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 Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, 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 khí. Em chân thành cảm ơn thầy Dương Đăng Danh , các thầy cô khoa cơ khí 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.

Kính chúc quý thầy cô sức khỏe và hạnh phúc. Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 ĐỀ TÀI 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN PHƢƠNG ÁN 9 Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1- Động cơ điện; 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Thùng trộn. Số liệu thiết kế: phƣơng án 9 Công suất trên trục thùng trộn, P : 3,5 KW Số vòng quay trên trục thùng trộn, n(v/p) : 30(v/p). Thời gian phục vụ, L(năm) : 6 Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ.

(1 năm làm việc 250 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ) Chế độ tải: T1= T ;T2 = 0,2T ;T3 = 0,2T ;t1= 12s ;t2 = 60s ;t3= 28s Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 PHẦN THUYẾT MINH TÍNH TOÁN ---***--- PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN I. Xác định hiệu suất hệ thống:  Hiệu suất truyền 2 động: 4    . kn br d ol Trong đó: kn  : Hiệu suất khớp nối.99 br1  : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng 0. : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng br2  0.   : Hiệu suất bộ truyền đai.

ol4  0,877  kn   br1 2 2. Tính công suất đẳng trị ( công suất tính toán ):  Công suất tính toán : 2  Ti  t n PP i 1 T  3, 12. td max t n i 12  60  28 1  Công suất cần thiết trên trục động cơ: Pct   Pt Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 1,379 0,877   1,57(KW )  Tỉ số truyền chung của bộ truyền : uch  ud .8  24 Trong đó: uh = 8 là tỉ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi. ud = 3 là tỉ số truyền của bộ truyền đai thang.

Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578  Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb  nlv. Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện:  Động cơ điện được chọn phải có công suất Pdc và số vòng quay đồng bộ thoả mãn điều kiện: + Pdc ≥ Pct = 1,57 (KW) + nđb ≈ nsb Dựa vào bảng P1.3 trang 236 sách “ Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển ta chọn động cơ. Kiểu động cơ Công suất Vận tốc quay cosφ % Tmax/Tdn Tk/Tdn (KW) (vòng/phút) 4A132S8Y3 4 720 0,7 83 2,2 1,8 II. Phân phối tỉ số truyền:  Chọn tỉ số truyền của hệ thống dẫn động: uch  720 ndc   24 nl 30 v  Ta chọn uh = 8 ( tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi, u1 = 3,08; u2 = 2,6 (bảng 3.1 trang 43 [1]) 24  ud  u   3 (tỉ số truyền của bộ truyền đai thang) ch 8 uh III.

Lập bảng đặc tính: 1. Tính toán công suất trên các trục: Pct  3, 5(KW ) P3 Pct 3, 5    3, 571(KW ) ol .ol 3, 681  Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail. Tính toán số vòng quay trên các trục: Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 ndc 720 n    240(vòng / 1 ud phút) 3 n n 1 2 u1  240  77,922(vòng / phút) 3, 08 n n  2  77,922  29,97(vòng / phút) 3 u2 2, 6 3. Tính Moment xoắn trên các trục: P 3, 794 T  9, 55.

720 ndc *Bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động : Trục Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4 động cơ Công Suất 4 3,794 3,681 3,571 3,5 (KW) Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 Tỉ số 3 3,08 2,6 1 truyền u Số vòng quay n 720 240 77,922 29,97 29,97 (vòng/phút) Momen xoắn T 53055,56 150969,58 451137,68 1137906,24 1115281,95 (Nmm) Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 Hình vẽ minh họa vị trí các trục: Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 PHẦN II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Số liệu đầu vào: Công suất: P1 = 4 (KW) Số vòng quay: nđc =720 (v/p) Tỷ số truyền: ud = 3 Điều kiện làm việc: quay một chiều ,làm việc hai ca, tải va đập nhẹ. Chọn loại đai: Dựa vào Pdc = 4 (KW) và n = 720 (v/p) và hình 4.22 trang 153 sách “Cơ sở thiết kế máy“ của Nguyễn Hữu Lộc và các thông số kĩ thuật trên ta chọn đai dạng B Từ bảng 4.3 trang 128 sách “Cơ sở thiết kế máy“ của Nguyễn Hữu Lộc ta có các thông số kĩ thuật của đai loại B là: bp = 14 mm bo = 17 mm h = 10,5 mm yo= 4mm d1 = 140 – 280 mm l = 800 – 6300 mm A = 138 mm2 2. Đƣờng kính bánh đai nhỏ: d1 = 1,2dmin = 1,2.140 = 168 (mm) - Theo tiêu chuẩn (trang 148 sách “Cơ sở thiết kế máy“ của Nguyễn Hữu Lộc) ta chọn : d1 = 180 mm 3. Vận tốc đai:  d1n1 .

Đƣờng kính bánh đai lớn: Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 d2  ud1(1  )  3.Tỷ số truyền: d2 560 u   3,14 d1 (1  ) 180(1 0, 01) Sai lệch so với thông số kĩ thuật: 4,6% 6. Khoảng cách trục: 2d1  d2   a  0, 55(d1  d2 )  h  2(180  560)  a  0, 55(180  560) 10, 5  1480  a  417, 5 Ta có: u=3,14 ta chọn a = d2 = 560 (mm) 7. Chiều dài đai:  (d d ) d  d  (180   560 1802 2 2 560) L  2a    12   1  2.560 Theo tiêu chuẩn chọn L = 2240 (mm) 8. Số vòng chạy của đai trong 1s: v 6, 786 i   3, 03s1  i  10s1 L 2, 24 Với L là chiều dài đai L = 2,24 (m) Điều kiện được thỏa 9.

Tính lại khoảng cách trục a: k k 2  82 a 4 Với: d1  d2 180  560 KL  2240    1077, 611 2 2 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.1902 a  503(mm) 4 Giá trị a vẫn thỏa mãn trong khoảng cho phép. Góc ôm α1 trên bánh đai nhỏ: 560 180   180o  57  o >120 0 thỏa điều kiện không xảy 136,94 1 503 ra hiện tượng trượt trơn. Số dây đai Z: Tra biểu đồ hình 4.21 sách “Cơ sở thiết kế máy“ của Nguyễn Hữu Lộc với các thông số: d1 = 180 mm; v = 6,786 m/s và đai loại B, ta có: [P0] = 2,7 (kW) L0 = 2240 mm P1 Z [Po ].Cv Tính các hệ số sử dụng: Hệ số ảnh hưởng của vận tốc: Cv = 1- 0,05.6,7862 - 1) = 1,027 Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai: /110 C  1, 24(1 e1 )  1, 24(1 e136,94/110 )  0,88 Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền u: Cu = 1,14 Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai L: L 2240 CL  6  6 1 L0 2240 Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai: Giả sử có 2 đai chọn Cz = 0.95 Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng: Cr = 0,9 Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 Ta có: P1 4 2, 7.Cv Chọn : Z = 2 đai 12. Chiều rộng bánh đai: B   z 1.21 trang 63 ta có : t = 19 ; e = 12,5; ho=4,2 Ta có : B  2 1.

Đƣờng kính ngoài bánh đai nhỏ: da1 = d1 + 2ho = 180 + 2. Đƣờng kính ngoài bánh đai lớn: da2  d2  2ho  560  2. Lực căng ban đầu: Đây là hệ dẫn động dây đai thang nên ta chọn : 0  1,5(MPa) ta có: A= 138  F0  A1. Lực tác dụng lên trục:  F  2.

Lực vòng có ích: 1000P1 1000. Hệ số ma sát: Ta có :   136,940  2,39(rad) f' 1  2.ln  Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.414  589, 45   0, 75  0 t    Downloaded by SAU SAU ([e-mail]) lOMoARcPSD|39269578 Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn : Giả sử góc biên dạng bánh đai:   38o  fmin   f ' .