Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi

Bài giảng đồ án cơ sở thiết kế máy cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho sinh viên ngành cơ khí, giúp nâng cao khả năng thiết kế.

• Tác giả: Trinh Chất
• Người hướng dẫn: ThS. Phạm Thanh Tùng
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Công nghệ cơ khí
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi
• Loại tài liệu: Đồ án cơ sở

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
• 1.1. Chọn động cơ
• 1.2. Phân phối tỉ số truyền
• 1.3. Tính các thông số trên trục
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN Ổ LĂN VÀ THEN
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT CẤU VỎ VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ
• 6. CHƯƠNG 6: BẢN VẼ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi

Thiết kế hệ dẫn động cơ khí là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí, đặc biệt tại Trường Đại Học Thủy Lợi. Hệ dẫn động cơ khí không chỉ đảm bảo hiệu suất làm việc của máy móc mà còn ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của thiết bị. Việc nghiên cứu và phát triển các hệ dẫn động tiên tiến giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.1. Khái Niệm Về Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Hệ dẫn động cơ khí là tập hợp các bộ phận cơ khí giúp truyền động từ nguồn năng lượng đến các thiết bị sử dụng. Các bộ phận này bao gồm động cơ, bộ truyền động, và các chi tiết liên quan.

1.2. Vai Trò Của Hệ Dẫn Động Trong Ngành Cơ Khí

Hệ dẫn động đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng và điều khiển chuyển động của máy móc. Nó giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc.

II. Những Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Thiết kế hệ dẫn động cơ khí gặp nhiều thách thức như yêu cầu về độ chính xác, khả năng chịu tải, và tính bền vững. Các yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.

2.1. Độ Chính Xác Trong Thiết Kế

Độ chính xác là yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ dẫn động. Việc tính toán sai có thể dẫn đến hỏng hóc và giảm hiệu suất của hệ thống.

2.2. Khả Năng Chịu Tải Của Hệ Thống

Khả năng chịu tải của hệ thống cần được tính toán dựa trên các yếu tố như trọng lượng, tốc độ và điều kiện làm việc. Điều này giúp đảm bảo an toàn và độ bền cho thiết bị.

III. Phương Pháp Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Phương pháp tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí bao gồm nhiều bước từ việc chọn động cơ đến tính toán các bộ truyền. Mỗi bước đều cần sự chính xác và khoa học để đảm bảo hiệu quả.

3.1. Chọn Động Cơ Phù Hợp

Việc chọn động cơ phù hợp là bước đầu tiên và quan trọng trong thiết kế. Động cơ cần đáp ứng yêu cầu về công suất và hiệu suất làm việc.

3.2. Tính Toán Các Bộ Truyền

Các bộ truyền cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo khả năng truyền động hiệu quả. Điều này bao gồm việc xác định tỉ số truyền và các thông số kỹ thuật khác.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Hệ dẫn động cơ khí được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất công nghiệp, xây dựng, và giao thông vận tải. Những ứng dụng này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả công việc.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất

Trong ngành sản xuất, hệ dẫn động cơ khí giúp tự động hóa quy trình, giảm thiểu sức lao động và tăng năng suất.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Giao Thông

Hệ dẫn động cơ khí cũng được sử dụng trong các phương tiện giao thông, giúp cải thiện hiệu suất và an toàn cho người sử dụng.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tại Trường Đại Học Thủy Lợi

Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tại Trường Đại Học Thủy Lợi không chỉ là một lĩnh vực học thuật mà còn là một ngành nghề thực tiễn. Việc nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này sẽ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của thị trường.

5.1. Tương Lai Của Ngành Cơ Khí

Ngành cơ khí sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong thiết kế hệ dẫn động.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải tiến các bộ phận của hệ dẫn động, nhằm nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC CHƯƠNG IV: TÍNH CHỌN Ổ LĂN VÀ THEN CHƯƠNG V: KẾT CẤU VỎ VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ CHƯƠNG VI: BẢN VẼ ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi CẤU TRÚC HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI/XÍCH TẢI ĐỘNG CƠ CÁC BỘ BỘ PHẬN TRUYỀN CÔNG TÁC Động cơ - BT Ngoài: BT đai, Băng tải/ Xích tải điện xoay BT xích) Cho trước: chiều 3 pha - BT Trong: BR trụ - Lực; răng thẳng, BR trụ - Vận tốc; răng nghiêng, BR côn, - Kích thước; trục vít – bánh vít. - Các điều kiện ràng buộc: đặc tính tải trọng, thời gian làm việc,… ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Dữ liệu tính toán Điều kiện làm việc: (lấy từ Thông số yêu cầu: (lấy từ đầu đề thiết kế) phần kết quả động học) - Đặc tính làm việc: - P1 = Pđc = … (kW) - Số ca: - T1 = Tđc = … (Nmm) - Góc nghiêng bộ truyền - n1 = nđc = … (v/ph) - u = uđ =… ThS.

Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 1. Chọn loại đai và tiết diện đai 2. Chọn đường kính 2 bánh đai d1 và d2 3. Xác định khoảng cách trục a 4.

Tính số đai Z 5. Xác định các thông số cơ bản của bánh đai 6. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 7. Tổng hợp thông số của bộ truyền đai ThS.

Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 1. Chọn loại đai và tiết diện đai Chọn loại đai thang: (hay sử dụng đai thang thường hoặc đai thang hẹp) Tra đồ thị Hình 4.1[1] trang 59 với các thông số P = … (kW) và n1 = … (v/ph), chọn được tiết diện đai. Ví dụ: Với công suất P=7,5 kW và tốc độ quay n1= 1240 v/ph, chọn được tiết diện đai Hình 2.1: Sơ đồ chọn loại tiết diện đai hình thang (Hình 4. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.

Chọn đường kính 2 bánh đai d1 và d2 Chọn d1 N Kiểm tra vận tốc đai < vmax Y Tính chọn d2 Xác định tỉ số truyền thực tế N Kiểm tra sai lệch tst < 4% ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2. Chọn đường kính 2 bánh đai d1 và d2  Bước 1: Chọn d1 Tra bảng 4.13[1] được giới hạn đường kính bánh đai nhỏ. Chọn d1 theo dãy đường kính tiêu chuẩn trong bảng 4.1: Các thông số đai hình thang (Bảng 4.13[1] trang 59) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.

Chọn đường kính 2 bánh đai d1 và d2  Bước 2: Kiểm tra vận tốc đai (2.1)  Bước 3: Tính chọn d2 (2.2) Chọn d2 gần nhất theo dãy đường kính tiêu chuẩn trong bảng 4.  Bước 4: Xác định tỷ số truyền thực tế (2.3)  Bước 5: Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền (2. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 3. Xác định khoảng cách trục a Tst thực ut (d1, d2) Tính asb Tính chọn chiều dài đai L Kiểm tra số vòng chạy N đai trong 1s: i < imax Tính chính xác khoảng cách trục a N Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ α1 > 1200 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 3.

Xác định khoảng cách trục a  Bước 1: Tính asb Tra bảng 4.14[1], từ tỉ số truyền thực ut được tỉ số a/d2. Từ đó tính được asb Bảng 2.14[1] trang 59  Bước 2: Tính chọn chiều dài đai L (2.5) Chọn chiều dài đai L gần nhất theo tiêu chuẩn bảng 4. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 3. Xác định khoảng cách trục a  Bước 4: Tính chính xác khoảng cách trục a (2.9) 2  Bước 5: Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ α1 (2.

Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 4. Xác định số đai (2.11) Trong đó: P1: Công suất trên trục bánh chủ động [P0]: Công suất cho phép.19[1] với đai thang thường, 4.20[1] với đai thang hẹp Kđ: Hệ số tải trọng động.7[1] Cα: Hệ số ảnh hưởng góc ôm Với α = 1500…1800 (2.12) Với α = 1200…1500, tra bảng 4.15[1] CL: Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai.16[1] Cu: Hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền.17[1] Cz: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 5. Xác định các thông số cơ bản của bánh đai Tra bảng 4.21[1] được Chiều rộng bánh đai: (2.13) Đường kính ngoài của bánh đai: (2.14) Đường kính đáy bánh đai: 𝑑𝑓1 = 𝑑𝑎1 − 2𝐻 𝑑𝑓2 = 𝑑𝑎2 − 2𝐻 (2.

Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 6. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên các trục Lực căng đai: (2.16) Trong đó: qm: khối lượng 1m đai, tra bảng 4.22[1] Lực căng ban đầu: (2.17) Lực tác dụng lên trục bánh đai: 𝛼1 𝐹𝑟 = 2𝐹0 Zsin (2. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 7. Tổng hợp thông số bộ truyền đai ThS.

Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Dữ liệu tính toán Điều kiện làm việc: (lấy từ Thông số yêu cầu: (lấy từ đầu đề thiết kế) phần kết quả động học) - Đặc tính làm việc: - P = PII = … (kW) - Số ca: - T1 = TII = … (Nmm) - Góc nghiêng bộ truyền - n1 = nII = … (v/ph) - u = ux =… ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 1. Chọn loại xích 2. Chọn số rang đĩa xích 3.

Xác định bước xích 4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 5. Kiểm nghiệm xích về độ bền 6. Xác định thông số của đĩa xích 7.

Xác định lực tác dụng lên trục 8. Tổng hợp các thông số bộ truyền xích ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 1. Chọn loại xích Xích ống con lăn 2.

Chọn số răng đĩa xích Tính chọn Z1, Z2 Xác định tỉ số truyền thực tế Kiểm tra sai lệch N tst < 4% ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 2. Chọn số răng đĩa xích  Bước 1: Tính chọn số răng Z1, Z2 (2.1)  Bước 2: Xác định tỉ số truyền thực tế (2.2)  Bước 3: Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền (2. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 3.

Xác định bước xích  Bước 1: Xác định công suất tính toán (2. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 3. Xác định bước xích k0: Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền.6[1] ka: Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích.6[1] với a = (30÷50)p kđc: Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích.6[1] kbt: Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn.6[1] kđ: Hệ số tải trọng động.6[1] kc: Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền.6[1]  Bước 2: Tra bảng 5.5[1] với điều kiện Pt ≤ [P] và n01 được ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 3.

Xác định bước xích Bảng 2.1: Công suất cho phép [P] của xích con lăn (Bảng 5. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích Chọn sơ bộ khoảng cách trục a Tính chọn số mắt xích Tính lại khoảng cách trục Xác định số lần va đập của xích Kiểm nghiệm điều N kiện số lần va đập ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 4.

Xác định khoảng cách trục và số mắt xích  Bước 1: Chọn sơ bộ khoảng cách trục a a = 40p (2.7)  Bước 2: Tính chọn số mắt xích (2.8)  Bước 3: Tính lại khoảng cách trục (2.9) Để xích không quá căng cần giảm: (2. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích  Bước 4: Xác định số lần va đập của xích a  Bước 5: Kiểm nghiệm điều kiện về số lần va đập của xích Tra bảng 5.9[1] với loại xích ống con lăn và bước xích p được số lần va đập cho phép của xích [i] Kiểm tra i ≤ [i], nếu sai tăng x và tính lại a và i Bảng 2.2: Số lần va đập cho phép [i] (Bảng 5. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.

Kiểm nghiệm xích về độ bền  Bước 1: Xác định tải trọng phá hỏng Q (N), khối lượng 1m xích (kg) Tra bảng 5.3: Các thông số của xích con lăn (Bảng 5.9[1]) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5. Kiểm nghiệm xích về độ bền  Bước 2: Xác định hệ số tải trọng động kđ ([1]trang 85)  Bước 3: Xác định lực vòng Ft (2.12)  Bước 4: Xác định lực căng do lực ly tâm sinh ra Fv (2.13)  Bước 5: Xác định lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra F0 (2.14) Trong đó: kf: Hệ số phụ thuộc độ võng của xích: ThS. Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5. Kiểm nghiệm xích về độ bền  Bước 6: Xác định hệ số an toàn ≥ [s] (2.15)  Bước 7: Xác định hệ số an toàn cho phép Tra bảng 5.4: Trị số của hệ số an toàn (Bảng 5.10[1]) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 6.