Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Đồ án chi tiết là học phần quan trọng trong ngành cơ khí, giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng thiết kế, chế tạo sản phẩm.

Trường đại học

Trường Đại Học Kỹ Thuật

Chuyên ngành

Cơ Khí

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ Án

2023

64
13
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI NÓI ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC (CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN)

2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN

4. CHƯƠNG 4: LỰC TÁC DỤNG VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CHUNG

5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRỤC, THEN, Ổ LĂN CHO CỤM TRỤC 1

7. CHƯƠNG 7: LỰA CHỌN KẾT CẤU

8. CHƯƠNG 8: LẮP GHÉP, BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí. Nó bao gồm việc lựa chọn động cơ, tính toán công suất, momen xoắn và các thông số khác để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. Việc hiểu rõ về các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ bền của hệ thống.

1.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Thiết Kế Hệ Dẫn Động

Các yếu tố như công suất, tốc độ quay và momen xoắn là rất quan trọng trong việc thiết kế hệ dẫn động. Những yếu tố này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất mà còn đến độ bền của các chi tiết máy.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Tính Toán Động Học

Tính toán động học giúp xác định các thông số như tỉ số truyền và công suất cần thiết. Điều này rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Tính Toán Hệ Dẫn Động

Trong quá trình thiết kế hệ dẫn động, có nhiều thách thức cần phải đối mặt. Việc lựa chọn động cơ phù hợp, tính toán chính xác các thông số và đảm bảo độ bền cho các chi tiết là những vấn đề quan trọng.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Lựa Chọn Động Cơ

Lựa chọn động cơ phù hợp với yêu cầu công suất và tốc độ quay là một thách thức lớn. Động cơ không phù hợp có thể dẫn đến hiệu suất kém và hư hỏng sớm.

2.2. Tính Toán Công Suất Và Momen Xoắn

Tính toán công suất và momen xoắn là rất phức tạp. Cần phải xem xét nhiều yếu tố như hiệu suất của các bộ truyền và tải trọng thực tế.

III. Phương Pháp Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động

Có nhiều phương pháp để tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí. Các phương pháp này giúp xác định các thông số cần thiết để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

3.1. Phương Pháp Tính Toán Động Học

Phương pháp này bao gồm việc tính toán các thông số như tỉ số truyền, công suất và momen xoắn. Nó giúp xác định các thông số cần thiết cho thiết kế.

3.2. Phương Pháp Tính Toán Thiết Kế Bộ Truyền Đai

Tính toán thiết kế bộ truyền đai bao gồm việc chọn loại đai, kiểm tra vận tốc và tính toán đường kính bánh đai. Điều này rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Tính Toán Hệ Dẫn Động

Tính toán thiết kế hệ dẫn động có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp. Nó giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất

Trong ngành sản xuất, việc tính toán thiết kế hệ dẫn động giúp cải thiện hiệu suất máy móc và giảm thiểu chi phí vận hành.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Về Hiệu Suất Hệ Dẫn Động

Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa thiết kế hệ dẫn động có thể tăng hiệu suất lên đến 20%, giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí.

V. Kết Luận Về Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết trong ngành cơ khí. Việc hiểu rõ các phương pháp và ứng dụng sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ bền của hệ thống.

5.1. Tương Lai Của Tính Toán Hệ Dẫn Động

Với sự phát triển của công nghệ, tính toán thiết kế hệ dẫn động sẽ ngày càng trở nên chính xác và hiệu quả hơn. Các phần mềm mô phỏng sẽ hỗ trợ rất nhiều trong quá trình này.

5.2. Những Xu Hướng Mới Trong Thiết Kế Hệ Dẫn Động

Xu hướng hiện nay là sử dụng các vật liệu nhẹ và bền hơn, cùng với các công nghệ mới để tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất.

10/07/2025
Đồ án chi tiết mấy là một học phần cơ bản của ngành cơ khí

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC (CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN) 1. Chọn động cơ Bảng 1.1 Thông số đầu vào Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Công suất P kW 2,75 Tốc độ quay trục 2 n Vòng/phút 255 Thời gian phục vụ Lh giờ 14600 Số ca làm việc ca ca 2 1. Công suất tương đương: √ ( ) =2 ,75 × 0,676=1,859 kW n T 2 ∑ Ti.

Hiệu suất hệ dẫn động: η = ηbr .η đ  Trong đó,tra bảng 2.3[1] tr19 ta chọn được:  Hiệu suất bộ truyền bánh răng :ηBR = 0,97  Hiệu suất bộ truyền đai để hở:ηđ = 0,96  Hiệu suất ổ lăn: ηOL = 0,99 → η = ηBR. Công suất cần thiết trên trục động cơ P tđ 1,859 P yc = = 0 , 91 = 2,043 (KW) η 1. Số vòng quay trên trục công tác: n ct = 255 (vg/ph) 1. Chọn tỉ số truyền sơ bộ u sb = uđ.

ubr Theo bảng 2.4Tr21 [1] ta chọn được: Tỉ số truyền bộ truyền đai: uđ = 2,2 6 Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng : ubr = 2,5 Tỉ số truyền sơ bộ ⟹ usb = uđ. Số vòng quay trên trục động cơ: nsb = nct. Chọn động cơ: Động cơ được chọn phải thỏa mãn: nđc ≈ nsb = 1402,5 (vg/ph) Pđc ≥ Pyc = 2,043 (kW) Chọn số vòng quay đồng bộ nđb = 1420 (vg/ph) Chọn động cơ điện thỏa mãn điều kiện: Công suất 𝑃𝑑𝑐 ≥ 𝑃𝑦𝑐. Số vòng quay, n db ≈ n sb Và thỏa mãn : (𝑇𝑘/𝑇𝑑𝑛) ≥ (𝑇𝑚𝑚/𝑇) Theo bảng động cơ của Điện cơ Hà Nội: Bảng 1.2 động cơ: 4A100S4Y3 Pđc = 3,0 KW nđc = 1420 (vg/ph) cosφ = 0,83 ddc= 28 η = 82% Tk⁄Tdn = 2 Tmax⁄Tdn = 2,2 mđc = 36 kg 1.

Phân phối tỉ số truyền 1. Tỉ số truyền của hệ: nđc 1420 uc = = 255 = 5,57 nct nđc: là số vòng quay của động cơ điện chọn nđc = 1420 (v/ph) nct: là số vòng quay của trục máy công tác nct = 255 (v/ph) 1. Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: un = uđ = 2 1. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc: uc 5 ,57 ubr = = = 2,785 uđ 2 7 1.

Tính toán công suất, số vòng quay và momen xoắn trên các trục 1. Số vòng quay trên các trục: • Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 1420 (vg/ph) • Số vòng quay trên trục 1: n đc nđc 1420 vg n1 = = = =710 ( ) u đc →1 ud 2 ph • Số vòng quay trên trục 2: n1 n1 710 vg n2 = = = =¿ 255 ( ) u1 → 2 ubr 2,785 ph 1. Công suất trên các trục: • Công suất trên trục công tác : 𝑝𝑐𝑡 = 𝑃𝑙𝑣 = 2,043 • Công suất trên trục 1 Pct 2,043 P1 = = = 2,13 (kW) ηol .0 , 97 • Công suất trên trục của động cơ: P1 2 ,13 Pđc = = = 2,24 (kW) ηol. Mômen xoắn trên các trục  Mô men xoắn trên trục động cơ: 6 9 ,55.mm) n đc 1420  Mô men xoắn trên trục 1: 6 9 ,55.mm) n1 710  Mô men xoắn trên trục II: 6 9 ,55.

Lập bảng tổng hợp kết quả tính toán động học Bảng 1.3 Bảng tổng hợp kết quả tính toán động học Trục Động cơ Trục 1 Trục 2 uđ = 2 ubr = 2,785 Thông số P (KW) 2,24 2,13 2,043 n (vg/ph) 1420 710 255 T (N.mm) 15064,79 28650 76512,35 9 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Thông số kỹ thuật để thiết kế bộ truyền đai thang Công suất bộ truyền: P1 = 2,24 kW Tỷ số truyền u = 2 Số vòng quay trục dẫn n1 = 1420 (vòng/phút) Tính toán thiết kế bộ truyền đai 2. Chọn đai và tiết diện đai Theo hình ta chọn loại đai A Theo bảng 4.13 chọn đường kính đai nhỏ theo tiêu chuẩn d1 = 140 mm bp=11 (mm); bo=13(mm); h=8(mm); yo=2,8(mm); A = 81 (mm2) 2. Kiểm tra vận tốc đai Vận tốc đai: π d 1 n1 π ×140 ×1420 v= 4 = 4 =10 , 41 (m/s) 6. Tính toán đường kính bánh đai Đường kính bánh đai lớn Chọn ξ = 0.26 chọn đường kính tiêu chuẩn, chọn d2 = 280 mm 2.

Tính toán tỷ số truyền thực tế Tỷ số truyền thực tế d2 280 utt = = =2 , 04 d1 (1−ξ) 140.02) Sai lệch so với giá trị ban đầu |utt −u 1| |2, 04−2 , 0| ∆ u= ×100= × 100=2 , 0 % <4 % thỏa u1 2,0 2. Tính toán xác định khoảng cách trục Chọn sơ bộ khoảng cách trục a = 1,13d2 = 1,13.280 = 316,4 mm Chiều dài đai theo khoảng cách trục a π ( d 2 +d 1 ) ( d2 −d 1 )2 π ( 280+140 ) ( 280−140 ) 2 L=2 a+ + = 2 316 , 4+ + =1308 , 02 mm 2 4a 2 4 316 , 4 Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn L = 1320 mm 10 Kiểm nghiệm số vòng chạy trong 1 giây v 10 , 41 −1 i= = =7 , 87 s < 10, thỏa L 1 , 32 Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L = 1320 mm a= √ 2 L−π (d 1+ d 2)+ [2 L−π ( d 2+ d 1 ) ] −8 (d 2−d 1 ) 2 ×1320−π ( 140+280 )+ √ [2 ×1320−π ( 280+140 2 = 2 8 8 2. Xác định góc ôm của bánh đai Góc ôm đai trên bánh đai nhỏ 0 0 d 2−d 1 0 0 280−140 0 α 1=180 −57 =180 −57 =155 , 26 =2 ,71 rad a 322, 54 2. Tính toán số dây đai Các hệ số sử dụng Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai C α =1 ,24 ( 1−e−α /110 ) =1 ,24 (1−e−155,26 /110 )=0 , 94 1 Theo bảng 4.17 hệ số xét tới ảnh hưởng của tỷ số truyền C u=1 ,13 Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng Cr = 0,7 Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai C L =1 theo bảng 4.19 ta chọn [Po] = 2,20 kW khi d1 = 140 mm và v = 10,41 m/s và đai loại A Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz =0,95 theo bảng 4.18 Hệ số tải trọng động Kđ = 1,3 theo bảng 4.7 Số đai được xác định theo công thức: P1 K đ 2 ,24 ×1 , 3 z= = =1 ,31 [ P0 ] C α C u C L C z 2 ,20 × 0 , 94 ×1 , 13× 1× 0 , 95 Chọn số đai z = 2  Cz = 0.95 Định các kích thước chủ yếu của đai Chiều rộng bánh đai B=( z−1 ) t+ 2 e= ( 2−1 ) ×15+2 ×10=35 mm Đường kính ngoài d n 1=d1 +2 h0 =140+2 ×3 , 3=146 , 6 mm d n 2=d 2+2 h0 =280+2 ×3 , 3=286 ,6 mm 11 2.

Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng đối với mỗi đai P1 K đ 2 2 ,24.2 Lực tác dụng lên trục α1 155 , 26 ° F=2 F 0 z sin =2 ×127 , 44 ×2 ×sin =¿ 497 , 93 N ¿ 2 2 Bảng thông số bộ truyền đai Thông số Kí hiệu Giá trị Loại đai A Đường kính bánh đai nhỏ d1 140 mm Đường kính bánh đai lớn d2 280 mm Chiều rộng bánh đai b 35 mm Chiều dài đai L 1320 mm Khoảng cách trục a 322 ,54 mm Góc ôm bánh đai nhỏ 1 2.71 rad Lực căng ban đầu F0 127,44 N Lực tác dụng lên trục F 497 , 93 N Số đai z 2 12 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN 3. Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền Bảng 3. Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền bánh răng Thông số Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn thiết kế - ISO Loại bánh răng (thẳng/nghiêng) - Thẳng Tỷ sô truyền u - 3 Số vòng quay trục dẫn n1 v/ph 710 Công suất trục dẫn P1 KW 2,13 Thời hạn làm việc Lh Giờ 14600 Hệ số an toàn theo độ bền tiếp xúc SH - 1,10-1,3 Hệ số an toàn theo độ bền uốn SF - ≥ 1,75 3.1 Chọn vật liệu bánh răng Tra bảng , ta chọn: Vật liệu bánh răng lớn:  Nhãn hiệu thép: 45  Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện  Độ rắn: HB :192 ÷ 240.

Ta chọn HB2 = 230  Giới hạn bền σb2 = 750 (MPa)  Giới hạn chảy σch2 = 450 (MPa) Vật liệu bánh răng nhỏ:  Nhãn hiệu thép: 45  Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện  Độ rắn: HB = 241÷285, ta chọn HB1 = 245  Giới hạn bền σb1 = 850 (MPa)  Giới hạn chảy σch1 = 580 (MPa) 3.Xác định ứng suất cho phép 13 3.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF] trong đó: Chọn sơ bộ: SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: Tra bảng với:  Bánh răng chủ động: SH1 = 1,1; SF1 = 1,75  Bánh răng bị động: SH2 = 1,1; SF2 = 1,75 - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở: { 0 ¿ σ H lim 1=2 H B1 +70=2.245+70=560 (MPa) Bánh chủ động: ¿ σ 0F lim 1 =1, 8 H B 1=1 ,8.230+70=530 (MPa) Bánh bị động: ¿ σ 0F lim 2=1 , 8 H B2=1, 8.230=414 (MPa) KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền: , trong đó: mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh răng có: HB<350 => mH = 6 và mF = 6 NHO, NFO – Số chu kỳ thay đổi ứng suấtkhi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: 14 { 2, 4 ¿ N HO =30.1 06 NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh => NHE= NFE= 60c.t∑ , trong đó: c – Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c=1 n – Vận tốc vòng của bánh răng t∑ – tổng số thời gian làm việc của bánh răng { ¿ N HE 1=N FE 1=60.1 0 u 2,785 Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1 NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1 NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1 NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1 Do vậy ta có: Do đây là bộ truyền bánh răng côn răng thẳng => (MPa) 3.Ứng suất cho phép khi quá tải 15 3. Xác định chiều dài côn ngoài Theo công thức (6.15a): Với ▪T1 là mômen xoắn trên trục chủ động.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí cung cấp cái nhìn sâu sắc về các phương pháp và công thức cần thiết để thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí hiệu quả. Nội dung của tài liệu không chỉ giúp người đọc hiểu rõ về các yếu tố kỹ thuật trong thiết kế mà còn hướng dẫn cách tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Đặc biệt, tài liệu này rất hữu ích cho các kỹ sư và sinh viên trong lĩnh vực cơ khí, giúp họ nắm vững kiến thức cần thiết để áp dụng vào thực tiễn.

Để mở rộng thêm kiến thức của bạn về chủ đề này, bạn có thể tham khảo tài liệu Đồ án chi tiết máy tính toán động cơ và tỷ số truyền, nơi cung cấp thông tin chi tiết về tính toán động cơ và tỷ số truyền. Ngoài ra, tài liệu Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải phương án số 24 sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về thiết kế hệ thống dẫn động xích tải, một phần quan trọng trong lĩnh vực cơ khí. Những tài liệu này sẽ là nguồn tài nguyên quý giá để bạn có thể khám phá sâu hơn về các khía cạnh khác nhau của thiết kế hệ dẫn động cơ khí.