Đồ án chi tiết máy Đề tài thiết kế trạm dẫn Động băng tải

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SVTH: MAO THÀNH ĐẠTT hiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí.. Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơ

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

TP.HCM, ngày 04 tháng 11 năm 2017

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Ngày……tháng……năm 2017

Trang 3

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SVTH: MAO THÀNH ĐẠT

T

hiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí Mặtkhác, 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 trongcông cuộc hiện đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vàothiết 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 đóngmột vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất Đối với các hệ thống truyềnđộng thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảmtốc, 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 cơ khí , và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan vềviệc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việcthiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêmvào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng

vẽ AutoCad,Inventor… điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí

Em chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Tâm, các thầy cô và các bạn khoa

cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án Tuy nhiên do kiến thứccòn hạn chế nên em không tránh khỏi sai sót Em rất mong tiếp tục được sự chỉdẩn,góp ý của thầy cô và các bạn

Sinh viênMAO THÀNH ĐẠT

lời nói đầu

Trang 4

TÊN ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Bộ truyền ngoài: đai

Hộp giảm tốc trục vít: một cấp

1 Thông số cho trước:

- Lực kéo băng tải: 3000 N

- Vận tốc băng tải: 0,3 m/s

- Đường kính tang băng tải: 300 mm

2 Đặc tính làm việc:

- Băng tải làm việc một chiều,tải trọng thay đổi không đáng kể

- Thời gian làm việc: 3 năm; 265 ngày/năm; 1ca/ngày; 8h/ca

3 Yêu cầu:

- kích thước bộ truyền nhỏ gọn, vận hành thuận lợi, dễ bảo quản, sữa chữa, giá thành hợp lý, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1 Thuyết minh: Viết tập thuyết minh khổ giấy , bao gồm các nội dung sau:

- Chọn sơ đồ động

- Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

- Thiết kế tính toán các bộ truyền

- Thiết kế gối đở

- Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết máy khác

- Bôi trơn hộp giảm tốc

Trang 5

MỤC LỤC

PHẦN I: CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG 0

PHẦN II: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1

A Chọn động cơ điện 1

B Phân phối tỷ số truyền 2

PHẦN III: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 3

A Thiết kế bộ truyền đai thang 3

B Thiết kế bộ truyền trục vít _Bánh vít 7

PHẦN IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 16

A Tính toán thiết kế trục 16

B Tính toán thiết kế then 30

PHẦN V: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 32

PHẦN VI: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC 36

A Vỏ hộp 36

B Các chi tiết khác 40

PHẦN VII: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC 42

PHẦN VIII: LẬP BẢNG KÊ CÁC KIỂU LẮP, TRỊ SỐ SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP 43

PHẦN IX: QUY TRÌNH THÁO LẮP HỘP GIẢM TỐC 44

PHẦN X: TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

Trang 6

Phần I CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG :

Trang 7

TỈ SỐ TRUYỀN

A

.CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Để chọn công suất động cơ điện cho hệ thống, động cơ phải có công suất (N ) lớn hơndc

hoặc bằng công suất cần thiết (Nct)

Gọi:

- Nct: công suất cần thiết

- N: Công suất trên băng tải

- : Hiệu suất chung

Ta có: N = ct

Trong đó: N = = 0,9(kw)bt

Tra bảng 2.1/tr27 ta có bảng số liệu sau:

Hiệu suất bộ truyền đai thang η = 0,961

Hiệu suất bộ truyền bánh vít – trục vít η = 0,752

Hiệu suất của cặp ổ lăn η = 0,9953

Hiệu suất truyền động η là:

η = =0,7

vậy:

Tk số truyền chung nhỏ do đó khuôn khổ kích thước máy giảm và giá thành h愃⌀.Vì vâ my cần tiến hành tính toán cụ thể để chọn đô mng cơ điê mn có số vnng quay sao cho giá thành của hê m thống don đô mng băng tải là nhỏ nhất Động cơ điện ta cần chọn cho hệ thống cần đảm bảo (NđcNct), vậy ta chọn động cơ che kín có qu愃⌀t gió kiểu A02(A0JI2)22-2

Có công suất đô mng cơ: N =1,5(kW).đc

Số vnng quay đô mng cơ: n =2860(vg/ph).đc

(Tra theo bảng 2P – trang 322)

B

.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Xác định tỷ số truyền chung : ( Công thức trang 30)

Trang 8

Ta có: i = c

Trong đó: i là tk số truyền chung của hệ thống.c:

N là số vnng quay của trục động cơ.đc:

ntang :là số vnng quay của tang

- Công suất t愃⌀i trục I (N ): N = NI I ct.η η1 3= 1,28 0,96 0,995 = 1,22 (KW)

- Công suất t愃⌀i trục II (N ): N = NII II I.η η2 3 = 1,2 0,75 0,995 = 0,91 (KW)

Trang 9

PHẦN III: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

A.Thiết kế bộ truyền đai thang:

Giả thiết vận tốc của đai v>5,có thể dùng đai lo愃⌀i hoặc (bảng 5-13).Ta tính theo O A

cả hai phương án và chọn phương án nào có lợi hơn

1 Chọn loại đai

Tiết diện đai hình thang (bảng 5-11/tr92)

Kích thước tiết diện đai a x h

Tiết diện đai F (mm )2

O10x647

A13x881

368,7400

Số vnng quay thực của trục bị don

Trang 10

6 Xác định chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn(công thức 5-2/tr83)

Chọn ứng suất căng ban đầu = 1,2 (N/mm ) (bảng 5-17/tr95) 2

và theo trị số D ta được ứng suất có ích cho phép 1, (N/mm2) 1,65 1,51

9 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

Chiều rộng bánh đai (công thức 5-23/tr96)

36

107407

10 Tính lực căng ban đầu (S ) và lực tác dụng lên trục (R ) (công thức 5-25/tr96)0 đ

Trang 11

THÔNG SỐ BÁNH ĐAI GIÁ TRỊ

Trang 12

Đường kính ngoài cùng của bánh don D (mm)n1 107

Đường kính ngoài cùng của bánh bị don D (mm)n2 407

Lực căng ban đầu S (N)0 97,2

Lực tác dụng lên trục R (N)đ 538,02

B Thiết kế bộ truyền trục vít _Bánh vít

Các thông số đầu vào:

Công suất trên trục vít: C =1,22 (KW)

Số vnng quay trong một phút của trục vít: n = n =760 (v/p)1 tv

Số vnng quay trong một phút của bánh vít: n = n =19 (v/p)II bv

Bộ truyền làm việc một chiều, tải trọng thay đổi không đáng kể

Yêu cầu làm việc 5 năm, 265 ngày/năm, 8h/ngày/ca

+Trong đó: n là số vnng quay của bánh vít.bv

T là tổng số thời gian làm việc của bánh vít

N là số chu kỳ làm việc của bánh vít

N là số chu kỳ làm việc tương đương của bánh vít.tđ

= = = 1,04 [Công thức (4-5)]

= = = 0,78 [công thức (4-8)]

-Từ bảng 4-4 tra ra các trị số ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép rồi nhân với các trị số và tương ứng, ta có:

Trang 13

- Ta thấy số vnng quay thực của bánh vít không chênh lệch so với vnng quay yêu cầu,n

không trên (3 5%) nên không cần chọn l愃⌀i ÷

4 Chọn sơ bộ trị số hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất trên bánh vít

Chọn sơ bộ hệ số tải trọng k = 1,1 với giả thiết v < 3 (m/s)2

5 Đinh môđun (m) và hệ số đường kính q (công thức 4-9/tr73)

m ≥ = 13,4=

Từ bảng 4-6/tr73, ta chọn m=7, q=9

Vậy m

6 kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng

Vận tốc trượt Vt có phương tiếp tuyến với ren trục vít

Trang 14

Vt = = = 2,52 (m/s)

V = 2,52 (m/s) t

Vsb< V giả thiết không phù hợp với dự đoán khi chọn vật liệu bánh vít.Vì vậy tat

cần phải chọn l愃⌀i vật liệu khác

Trang 15

5 Đinh môđun (m) và hệ số đường kính q

m ≥ = 17,6=

Vậy m

6 kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng

Vận tốc trượt Vt có phương tiếp tuyến với ren trục vít

Vt = = = 3,5 (m/s)

V = 3,5 (m/s) t

Vsb< V giả thiết không phù hợp với dự đoán khi chọn vật liệu bánh vít.Vì vậy ta cần t

phải chọn l愃⌀i vật liệu khác

Trang 16

5 Đinh môđun (m) và hệ số đường kính q (Công thức 4-9/tr73)

Trang 17

m ≥ = 9,16=

Vậy m

6 kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng (tr74)

a.Vận tốc trượt V có phương tiếp tuyến với ren trục vít (công thứ 4-11/tr74)t

Trong đó: K : là hệ số tập trung tải trọng, lấy K = 1tt tt

(vì bộ truyền làm việc với tải trọng tương đối ổn định)

Chọn: Kd = 1,1 bởi v = 0,23864 (m/s) < 3 (m/s)2

Suy ra: K = K K = 1.1,1 = 1,1tt d

Trang 18

Phù hợp với dự đoán:vì V = 0,23864 (m/s) <2 (m/s) nên khi chế t愃⌀o bộ truyền ta chọn 2

cấp chính xác 9

7 kiểm nghiệm sức bền uốn của răng bánh vít

- Số răng tương đương của bánh vít: Z = = 40 (răng)td

Trang 19

- Để tránh mất cân bằng cho trục vít chọn chiều dài L bằng một số nguyên lần bước dọc

Trang 21

- Trục là chi tiết dùng để đỡ các chi tiết máy quay hoặc truyền chuyển động và mômen từ các chi tiết lắp ráp trên nó đến các chi tiết khác hoặc làm cả hai nhiệm vụ trên

Trang 22

Sơ đồ lực:

Trục I:

Trục II:

I Chọn vật liệu

- Chọn vật liệu làm trục là thép 45, tôi cải thiện (bảng 3-8/tr40)

- Ta được: Giới h愃⌀n bền kéo = 850 (N/mm ) bk 2

Trang 23

l1= l + l + + 3 4 l = 57,5 (mm)1

Khoảng cách từ c愃⌀nh ổ đến thành trong của hộp: l =10 (mm)2

Chiều cao của nắp với đầu bulông: l = 20 (mm)3

Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt c愃⌀nh của chi tiết quay ngoài hộp: l = 12 (mm)4

Chiều dài phần trong mayơ lắp với trục:

l5 =(1,2

l5=80 (mm)khoảng cách giữa hai gối đỡ trục vít:

L1 = 1,1.De2

L1 = 277,6 (mm)Khoảng cách từ mặt phẳng đi qua trục bánh vít đến gối đỡ trục vít:

h =h1 2 =

h =h1 2 = 138,6 (mm)Khoảng cách giữa hai gối đỡ trục bánh vít: L =170 (mm)2

III Xác định phản lực tại các gối đỡ, mômen xoắn và đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm

Trang 24

o Mômen uốn t愃⌀i các tiết diện nguy hiểm

Tiết diện n – n (tại A):

Trang 25

o Mô men xoắn trên trục vít: M = 15330,26 (Nmm)x

Tính đường kính trục ở tiết diện n –n và tiết diện m –m ta có:

- T愃⌀i tiết diện m – m (điểm C)

+ Ta có:

+ Trong đó:

Mtđ =

=168269,494(Nmm)

= 29,28(mm)

- Chọn đường kính ở tiết diện n-n lấy bằng 30 (ngõng trục lắp ổ)

Tính chính xác trục:

- Kiểm nghiệm hệ số an toàn (n) trên trục I:

- Xét mặt cắt nguy hiểm t愃⌀i C Hệ số an toàn được tính theo công thức:

= 1,5 2,5 (công thức 7-5/tr120)

+ Trong đó: (công thức 7-6/tr120)

Là hệ số an toàn tính theo ứng suất pháp

(công thức 7-7/tr120)

Là hệ số an toàn xét theo ứng suất tiếp

- Do ứng suất uốn, xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng quay 1 chiều nên ta có:

Trang 27

= 4,79[n]

Do đó trục làm việc an toàn Vậy trục đủ điều kiện bền

Trang 28

Trục 2:

Giả sử chiều Y và Y và cùng chiều PE F r2

Ta có: = = = 68136 (Nmm)

Trang 29

a.Xét theo phương thẳng đứng(phương trục y):

=> có chiều ngược l愃⌀i

- Monen uốn theo phương đướng t愃⌀i mặt cắt nguy hiểm

- Mômen uốn theo theo phương ngang t愃⌀i mặt cắt nguy hiểm:

Trang 30

- Kiểm nghiệm hệ số an toàn (n) trên trục II:

- Xét mặt cắt nguy hiểm t愃⌀i H Hệ số an toàn được tính theo công thức:

= 1,5 2,5 (công thức 7-5/tr120)

+ Trong đó:

Là hệ số an toàn tính theo ứng suất pháp

Là hệ số an toàn xét theo ứng suất tiếp

- Do ứng suất uốn, xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng quay 1 chiều nên ta có:

Trang 31

lấy = 0,2

=> = 0,2.850 = 170 (N/mm )2

- , :hệ số xết đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình,đến sức bền mỏi

- Đối với thép cacbon trung bình ta có: (tr122)

Do đó trục làm việc an toàn Vậy trục đủ điều kiện bền

Trang 32

B.Tính toán thiết kế then:

Để truyền mômen và chuyển động từ bánh đai cho trục I, ta dùng then:

Trang 33

(mm)Chọn: L = 20 (mm)

- Kiểm nghiệm sức bền dập của then:

Ta có: = = 26,431(N/mm )2

Với: = 150 (N/mm )2

= 26,431 (N/mm ) < = 150 (N/mm )2 2

Thỏa mãn.Then đủ điều kiện bền dập

- Kiểm nghiệm sức bền cắt của then:

= = 12,775

Ta có: = 120(N/mm2) (N/mm )2

Thỏa mãn Then đủ điều kiện bền cắt

Do đó then đảm bảo cả hai điều kiện cắt và dập

II Tại trục II:

- Chiều dài phần mayơ lắp với trục:

Trang 34

- Kiểm nghiệm sức bền dập của then:

= = 37,36 (N/mm ) 2

Ta có: = 150 (N/mm ) > =37,36 (N/mm )2 2

Thỏa mãn Then đủ điều kiện bền dập

- Kiểm nghiệm sức bền cắt của then:

= = 14,11 (N/mm )2

Ta có: = 120(N/mm2) 14,11 (N/mm )2

Thỏa mãn then đủ điều kiện bền cắt

Do đó then đảm bảo cả hai điều kiện cắt và dập

- Khi thiết kế bộ phận gối đỡ trục cần chú ý tới các yếu tố:

trị số, phương chiều và đặc tính tải trọng (tĩnh, thay đổi, va đập ) vận tốc thời gian làm việc của các ổ, những yêu cầu về tháo lắp và các chỉ tiêu kinh tế

Trang 35

- Vì trục vít và trục bánh vít chịu lực hướng tâm và lực dọc trục nên ta chọn ổ bi

đỡ chặn và ổ đũa côn đỡ chặn

1 Sơ đồ chọn ổ cho trục I

- Trục I có lực dọc trục lớn tác dụng nên ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn

- Trên trục vít t愃⌀i nơi lắp ổ lăn có d = 30 mm

- Dự kiến chọn góc tiếp xúc= kiểu 7600

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức:

K = 1 hệ số nhiệt độ (nhiệt độ làm việc nhỏ hơn100 ) n 0

K = 1 hệ số xét đến vnng quay của ổ lănv

Trang 36

- Tổng lực A hướng về gối A nên ta tính về gối A, gối B lấy theo gối At

- Con lăn có đường kính trung bình: 10,2 (mm)

- Chiều dài làm việc: 20,4 (mm)

- Ổ gối đỡ t愃⌀i B chọn như ổ A

2.Sơ đồ chọn ổ cho trục II

Trang 37

- Dự kiến chọn ổ đủa côn đỡ chặn với góc= kiểu 7600

- Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức:

K = 1 hệ số nhiệt độ (nhiệt độ làm việc nhỏ hơn100 ) n 0

K = 1 hệ số xét đến vnng quay của ổ lănv

Trang 38

- Tổng lực A hướng về gối F nên ta tính về gối F, gối E lấy theo gối Ft

- Con lăn có đường kính trung bình: 14,8 (mm)

- Chiều dài làm việc: 28 (mm)

- Ổ gối đỡ t愃⌀i E chọn như ổ F

3 Cố định bôi trơn che kín ổ lăn

a.Cố định ổ

- Để cố định ổ theo phương dọc trục ta dung nắp ổ và điều chỉnh khe hở bằng các tấm đệm kim lo愃⌀i giữa nắp ổ và thân của hộp giảm tốc.Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít, cố định ổ vào vỏ hộp bằng nắp và vnng chắn

c Bôi trơn:

Đối với trục I:

- Bôi trơn bằng dầu trong hộp giảm tốc Khi chi tiết làm việc thì dầu trong hộp sết vào ổ lăn và tự bôi trơn Với bộ truyền trục vít thì dầu ngâm ngập chiều cao ren nhưng không được vượt đường ngang tâm viên bi (hoặc con lăn dưới cùng)

Tiêu đề	Thiết Kế Trạm Dẫn Động Băng Tải
Tác giả	Nguyễn Thanh Tâm, Mao Thành Đạt
Trường học	Trường Cao Đẳng Công Thương
Chuyên ngành	Cơ khí
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2017
Thành phố	TP.HCM

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	2,57 MB