H−íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y – Tãm t¾t - 2009 1
h−íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc
chi tiÕt m¸y
@ Tµi liÖu tham kh¶o:
[1] ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y. NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm. Nxb Gi¸o dôc, Hµ néi 1998.
[2] TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, TËp I. TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn. Nxb Gi¸o dôc 1997.
[3] TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ, TËp II. TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn. Nxb Gi¸o dôc 2000
[4] TËp b¶n vÏ Chi tiÕt m¸y. NguyÔn V¨n LÉm, NguyÔn B¸ D−¬ng, Tr−êng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ
néi xuÊt b¶n. Hµ néi 1980.
[5] Chi tiÕt m¸y, tËp I. NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm. Nxb Gi¸o dôc, Hµ néi 1997.
[6] Chi tiÕt m¸y, tËp II. NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm. Nxb Gi¸o dôc, Hµ néi 1994.
[7] Dung sai vµ l¾p ghÐp. Ninh §øc Tèn. Nxb Gi¸o dôc Hµ néi 2001.
[8] VÏ Kü thuËt c¬ khÝ tËp I. TrÇn H÷u QuÕ. Nxb Gi¸o dôc 1996.
[9] VÏ Kü thuËt c¬ khÝ tËp II. TrÇn H÷u QuÕ. Nxb Gi¸o dôc 1998.
@ §Çu ®Ò thiÕt kÕ:
ThiÕt kÕ hÖ thèng dÉn ®éng b¨ng t¶i (têi kÐo hay c¬ cÊu n©ng).
Tæng cäng 10 ®Ò tµi.
Hép gi¶m tèc sö dông trong c¸c s¬ ®å ®éng lµ hép gi¶m tèc hai cÊp, bao gåm c¸c lo¹i:
• HGT hai cÊp khai triÓn (®Ò I, ®Ò II, ®Ò III)
• HGT hai cÊp ®ång trôc (®Ò IV, ®Ò V)
• HGT hai cÊp cã cÊp nhanh ph©n ®«i (®Ò VI, ®Ò VII)
• HGT hai cÊp b¸nh r¨ng nãn - trô (®Ò VIII, ®Ò IX)
• HGT hai cÊp trôc vÝt b¸nh r¨ng (®Ò X)
H×nh 1 ®Ò bµi: S¬ ®å ®éng cña hÖ thèng dÉn ®éng b¨ng t¶i, têi kÐo hay c¬ cÊu n©ng.
VÝ dô trong ®Ò I: §éng c¬ ⇒Bé truyÒn ®ai ⇒
HGT hai cÊp khai triÓn ⇒ Nèi trôc ⇒ Tang
vµ b¨ng t¶i.
H×nh 2 ®Ò bµi: §å thÞ thay ®æi cña t¶i träng
(momen xo¾n) t¸c dông lªn hÖ thèng theo thêi
gian t.
@ Khèi l−îng ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y:
• 01 b¶n vÏ A0 (b¶n vÏ l¾p hép gi¶m tèc) +
01 b¶n vÏ A3 hoÆc A4 (b¶n vÏ chÕ t¹o chi
tiÕt m¸y).
• 01 thuyÕt minh (kho¶ng tõ 25 ®Õn 30
trang).
a) B¶n vÏ hép gi¶m tèc:
Bao gåm ba h×nh chiÕu: h×nh chiÕu ®øng, h×nh
chiÕu b»ng, h×nh chiÕu c¹nh. Yªu cÇu thÓ hiÖn
®Çy ®ñ kÕt cÊu cña hép gi¶m tèc, vÏ mùc (hoÆc
vÏ trªn AUTOCAD), ®óng tiªu chuÈn vÏ kü
thuËt. B¶n vÏ cÇn cã: Khung tªn (xem [1] trang
17, [2] trang 12), b¶ng ®Æc tÝnh kü thuËt cña
HGT, b¶ng kª toµn bé c¸c chi tiÕt (xem [1]
trang 17, [2] trang 12), ®¸nh sè thø tù c¸c chi
tiÕt. Tû lÖ b¶n vÏ: 1; 1:2; 1:2.5... C¸c h×nh vÏ
chiÕm kho¶ng 75% diÖn tÝch b¶n vÏ...
b) ThuyÕt minh:
20
10
10
10
H×nh 1
Tr−ên
g
§¹i häc B¸ch khoa §µ N½n
g
Khoa C¬ khÝ
****
Thu
y
Õt minh
§å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y
ThiÕt kÕ hÖ thèng dÉn ®éng b¨ng
t¶i/Têi kÐo/C¬ cÊu n©ng
Sinh viªn :.....
Líp :
H−íng dÉn : Lª Cung
§µ N½n
g
2007
H−íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y – Tãm t¾t - 2009 2
Dïng khæ giÊy A4, viÕt tay (hoÆc ®¸nh m¸y) mét mÆt, ®ãng thµnh tËp, cã b×a.
Trang b×a vµ trang 1: H×nh 1
Trang 2: D¸n ®Çu ®Ò ®å ¸n.
Trang cuèi cïng: Môc lôc vµ tµi liÖu tham kh¶o.
C¸c trang ®Òu ®−îc ®ãng khung nh− trang b×a.
CÇn ®¸nh sè trang, h×nh vÏ, c«ng thøc, b¶ng sè liÖu...
ThuyÕt minh cÇn tr×nh bµy ®Çy ®ñ tÊt c¶ c¸c phÇn tÝnh to¸n cÇn thiÕt cña ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y.
@ Néi dung chñ yÕu cña ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y:
Gåm 8 phÇn chÝnh sau ®©y:
• TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn vµ ph©n phèi tû sè truyÒn.
• ThiÕt kÕ c¸c bé truyÒn
• ThiÕt kÕ trôc vµ tÝnh then
• ThiÕt kÕ gèi ®ì trôc
• TÝnh chän nèi trôc
• CÊu t¹o vá hép gi¶m tèc vµ c¸c chi tiÕt m¸y kh¸c
• B«i tr¬n, che kÝn hép gi¶m tèc
• Lùa chän kiÓu l¾p cho c¸c mèi ghÐp. Gi¶i chuçi kÝch th−íc ®Ó x©y dùng b¶n vÏ chÕ t¹o
@ C¸c lo¹i hép gi¶m tèc hai cÊp - −u nh−îc ®iÓm:
Tµi liÖu [1] trang 20-25, tµi liÖu [2] trang 25-37.
• S¬ ®å HGT khai triÓn:
• S¬ ®å HGT cã cÊp nhanh ph©n ®«i:
• S¬ ®å ®ång trôc:
• HGT b¸nh r¨ng nãn-trô:
• S¬ ®å HGT trôc vÝt-b¸nh r¨ng:
@ Yªu cÇu chung ®èi víi m¸y vµ chi tiÕt m¸y:
Tham kh¶o [1],[5]
PhÇn I:
TÝnh chän ®éng c¬ ®iÖn
vµ ph©n phèi tû sè truyÒn
§1. TÝnh chän ®éng c¬ ®iÖn:
Tham kh¶o trang 25-:- 30 [1], trang kh¶o thªm14-:-24 [2].
Bao gåm c¸c c«ng viÖc:
• Chän lo¹i vµ kiÓu ®éng c¬ ®iÖn
@ Gåm c¸c lo¹i:
+ §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu
+ §éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha:
- §ång bé
- Kh«ng ®ång bé (kiÓu ng¾n m¹ch vµ kiÓu d©y quÊn)
+ §éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé mét pha
@ Gåm c¸c kiÓu:
+ KiÓu hë
+ KiÓu b¶o vÖ
+ Kiªñ kÝn
+ KiÓu ®Æt ®øng
+ KiÓu ®Æt n»m
• Chän ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®iÖn.
• Chän c«ng suÊt vµ sè vßng quay cña ®éng c¬ ®iÖn.
Th«ng th−êng cã thÓ dïng ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha kiÓu ng¾n m¹ch, ®iÖn ¸p 220/380V.
H−íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y – Tãm t¾t - 2009 3
1) Chän c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn:
a) TÝnh to¸n c«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ ®iÖn:
Ta cã: ct
N
N=
η
víi:
N
: C«ng suÊt trªn b¨ng t¶i (têi kÐo).
η
: HiÖu suÊt truyÒn ®éng chung cña hÖ thèng.
ct
N
: C«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ ®iÖn.
Pv
N1000
= N[vßng /phót]; P [N]; v[m/s]
P: Lùc kÐo b¨ng t¶i, lùc kÐo c¸p.
v: VËn tèc b¨ng t¶i, vËn tèc kÐo c¸p.
VÝ dô, ®Ò I: 24
dai br
η=η.η.η.ηnèi trôc
cÆp æ
b) Chän c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn dc
N:
Nguyªn t¾c: §éng c¬ ®iÖn cÇn chän sao cho cã thÓ lîi dông ®−îc toµn bé c«ng suÊt ®éng c¬. Khi lµm viÖc
nã ph¶i tháa m·n ba ®iÒu kiÖn: - §éng c¬ kh«ng ph¸t nãng qu¸ nhiÖt ®é cho phÐp - Cã kh¶ n¨ng qu¸ t¶i
trong thêi gian ng¾n - Cã momen më m¸y ®ñ lín ®Ó th¾ng momen c¶n ban ®Çu cña phô t¶i khi khëi ®éng.
Th−êng chän ®éng c¬ theo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é, råi kiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i vµ momen më m¸y.
§Ó ®¬n gi¶n, khi thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc CTM, cã thÓ lµm nh− sau:
Gäi: dc
N lµ c«ng suÊt ®Þnh møc hay c«ng suÊt danh nghÜa cña ®éng c¬ ®iÖn.
Tra b¶ng trang 320-336[1], chän ®éng c¬ ®iÖn cã c«ng suÊt ®Þnh møc dc
N lín h¬n hay b»ng c«ng suÊt
cÇn thiÕt ct
N: dc ct
NN≥.
Sau ®ã, cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn më m¸y:
Momen më m¸y Mm cña ®éng c¬ ®iÖn ph¶i lín h¬n momen c¶n ban ®Çu cña phô t¶i (Momen c¶n ban ®Çu
cña phô t¶i cho trªn ®å thÞ thay ®æi t¶i träng theo thêi gian t, vÝ dô ®Ò I: Mmm = 1,4 M...):
mmm
dn
MM 1, 4...
MM
≥=
2) Chän sè vßng quay cña ®éng c¬ ®iÖn:
Víi cïng mét c«ng suÊt danh nghÜa dc
N, khi tra b¶ng chän ®éng c¬ ®iÖn, nªn chän sè vßng quay nµo?
@ NÕu sè vßng quay dc
n cµng lín ⇒ KÝch th−íc khu«n khæ, träng l−îng, gi¸ thµnh ®éng c¬ cµng gi¶m
(v× sè ®«i cùc cµng gi¶m), hiÖu suÊt vµ hÖ sè c«ng suÊt ( cos
ϕ
) cµng t¨ng. V× vËy, ng−êi sö dông mong
muèn dïng ®éng c¬ cã sè vßng quay cao. Nh−ng nÕu dc
n lín ⇒ Yªu cÇu gi¶m tèc nhiÒu h¬n (Tû sè
truyÒn chung chung
i cña HGT sÏ lín) ⇒ KÝch th−íc, gÝa thµnh cña c¸c bé truyÒn t¨ng lªn ⇒ Trong thiÕt
kÕ, cÇn phèi hîp hai yÕu tè võa nªu, ®ång thêi c¨n cø vµo s¬ ®å ®éng cña hÖ thèng dÉn ®éng cÇn thiÕt kÕ
®Ó chän sè vßng quay thÝch hîp cho ®éng c¬.
@ Khi thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc CTM, nªn chän dc
n sao cho tû sè truyÒn chung chung
i cña c¶ hÖ thèng võa
ph¶i, cã thÓ ph©n phèi hîp lý cho c¸c bé truyÒn cña hÖ thèng.
§2. Ph©n phèi tû sè truyÒn:
Tham kh¶o trang 30-:-32[1], trang 297-:-298[1], tham kh¶o thªm trang 39-:-48[2].
@ Tû sè truyÒn chung cña hÖ thèng: dc
chung
lv
n
in
=
dc
n: Sè vßng quay cña trôc ®éng c¬
lv
n Sè vßng quay cña tang hay têi kÐo: lv
60.1000.v
nD
π
= (vßng/phót)
D: §−êng kÝnh cña tang (hay têi kÐo) [mm]
v: VËn tèc b¨ng t¶i hay vËn tèc kÐo c¸p [m/s]
H−íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y – Tãm t¾t - 2009 4
@ Ta cã: chung ngoai hop
ii.i=
ngoai
i: Tû sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn ngoµi HGT (VÝ dô ®Ò I: ngoai xich
ii
)
hop
i: Tû sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn bªn trong HGT .
Ta cã: hop nhanh cham
ii.i=
nhanh
i : Tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng cÊp nhanh.
cham
i : Tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng cÊp chËm.
(VÝ dô ®Ò I: nhanh
i: Tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng cÊp nhanh ; cham
i: Tû sè truyÒn cña
cÆp b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng cÊp chËm).
@ Nguyªn t¾c ph©n phèi tû sè truyÒn:
ViÖc ph©n phèi chung
i cho c¸c bé truyÒn trong HGT dùa trªn c¸c nguyªn t¾c sau:
- B¶o ®¶m khu«n khæ vµ träng l−îng cña HGT lµ nhá nhÊt
- B¶o ®¶m ®iÒu kiÖn b«i tr¬n lµ tèt nhÊt.
§Ó b«i tr¬n c¸c bé truyÒn bªn trong HGT, chóng ta cã thÓ dïng ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n ng©m dÇu: C¸c
b¸nh r¨ng bÞ dÉn cña cÊp nhanh vµ cÊp chËm ®−îc ng©m trong dÇu chøa trong HGT.
@ Ph©n phèi tû sè truyÒn:
* Víi bé truyÒn ngoµi, nªn lÊy theo trÞ sè trung b×nh cho phÐp:
+ XÝch: i = 2 -:- 5
+ §ai thang: i = 2 -:- 6
+ §ai dÑt: i = 2 -:- 4
(Víi c¸c ®Ò ®å ¸n ®· cho, cã thÓ lÊy ingoai = 1,8-:-2,5)
* Víi HGT b¸nh r¨ng trô hai cÊp khai triÓn:
§Ó hai b¸nh bÞ dÉn cña cÊp chËm vµ cÊp nhanh ®−îc ng©m dÇu nh− nhau, nªn lÊy:
nhanh cham
i(1,21,3).i=÷
* Víi HGT ®ång trôc n»m ngang:
§Ó hai b¸nh bÞ dÉn cña cÊp chËm vµ cÊp nhanh ®−îc ng©m dÇu nh− nhau, nªn lÊy:
nhanh cham hop
ii i==
* Víi HGT b¸nh r¨ng nãn-trô:
Cã thÓ s¬ bé chän: non hop
i (0, 22 0, 28).i=÷ . Sè nhá dïng khi hop
i lín.
Kh«ng nªn lÊy non
i3>.
* HGT trôc vÝt-b¸nh r¨ng:
b
anhrang hop
i (0,03 0,06).i=÷
@ Tãm l¹i, víi ®å ¸n m«n häc CTM cã thÓ chän ®éng c¬ sè vßng quay ®éng c¬ ®iÖn vµ ph©n phèi tû sè
truyÒn nh− sau : TÝnh lv
n. Chän sè vßng quay dc
ncña ®éng c¬ ®iÖn ⇒ TÝnh chung
i. Chän ngoai
i⇒ TÝnh
hop
i. NÕu hop
i n»m ngoµi gi¸ trÞ tû sè truyÒn th−êng dïng cña hép gi¶m tèc, nªn chän l¹i sè vßng quay cña
®éng c¬ ®iÖn hay ®iÒu chØnh tû sè truyÒn cña bé truyÒn ngoµi ⇒ Ph©n phèi hop
i cho nhanh
i vµ cham
itheo chØ
dÉn trªn ®©y.
Tû sè truyÒn th−êng dïng cña mét sè HGT:
+ Hai cÊp b¸nh r¨ng trô: 8 - 30
+ Hai cÊp b¸nh r¨ng nãn-trô: 8 - 15
+ Hai cÊp trôc vÝt-b¸nh r¨ng: 25 - 80 (dïng cho thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc CTM)
Sau khi ph©n phèi tû sè truyÒn, lËp b¶ng tÝnh to¸n:
H−íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y – Tãm t¾t - 2009 5
Th«ng sè
Trôc
§éng c¬ I II III
i ************
n [vßng/phót] ndongco = nI = nII = nI II =
N [KW] Ndongco = NI = NII = NI II =
VÝ dô víi ®Ò I :
Sè vßng quay cña c¸c trôc (Trôc I :Trôc vµo ; Trôc II : Trôc trung gian ; Trôc III : Trôc ra) :
dongco
I
dai
n
nn
= ; I
II
nhanh
n
nn
= ; II
III
cham
n
nn
=...
C«ng suÊt trªn ®Çu vµo cña c¸c trôc :
I dongco I dongco dai
NN N.η.η== ; II I II I capo banhrang
NN N..ηη.η== ...
PhÇn II:
TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c bé truyÒn
§1. ThiÕt kÕ c¸c bé truyÒn ngoµi:
+ Bé truyÒn ®ai thang hay bé truyÒn ®ai dÑt
(Trang 83-:- 101 [1]; Trang 50-:-76[2]; Trang 18-:-42[5])
+ Bé truyÒn xÝch
(Trang 102-:- 113 [1], Trang 76-:-89 [2], Trang 3-:-17 [5])
Mét sè ®iÓm cÇn chó ý khi thiÕt kÕ:
Bé truyÒn xÝch:
@ Th−êng dïng xÝch èng con l¨n. Tr−íc hÕt nªn dïng mét d·y xÝch. Sau ®ã, khi kiÓm tra ®iÒu kiÖn:
[]
t
NN≤ ( t
N: C«ng suÊt tÝnh to¸n,
[
]
N C«ng suÊt cho phÐp) vµ ®iÒu kiÖn vÒ b−íc xÝch : max
pp
≤
thÊy
kh«ng tháa m·n th× t¨ng sè d·y xÝch lªn.
@ NÕu b−íc xÝch p qu¸ lín ⇒ §−êng kÝnh ®Üa xÝch sÏ kh¸ lín, bé truyÒn cång kÒnh ⇒ Dïng nhiÒu d·y
xÝch sÏ gi¶m ®−îc p ⇒ Gi¶m ®−îc kÝch th−íc c¸c ®Üa xÝch.
@ Sè m¾c xÝch ph¶i lµ sè ch½n ®Ó tr¸nh dïng m¾c xÝch chuyÓn cã m¸ cong.
@ §Ò III chó ý: Khi tÝnh to¸n cho mét bé truyÒn xÝch, nhí lÊy c«ng suÊt 1
N trªn trôc dÉn cña bé truyÒn
xÝch lµ: III
1
N
N2
= hay lÊy kho¶ng 60% NIII ®Ó tÝnh to¸n.
Bé truyÒn ®ai thang vµ ®ai dÑt:
Víi bé truyÒn ®ai thang:
CÇn tÝnh to¸n cho hai ph−¬ng ¸n tiÕt diÖn ®ai ⇒ So s¸nh vµ chän ph−¬ng ¸n nµo lîi h¬n vÒ mÆt:
+ KÝch th−íc khu«n khæ cña bé truyÒn
+ Lùc t¸c dông lªn trôc
+ Sè ®ai
Kh«ng nªn dïng sè ®ai qu¸ lín (kh«ng nªn qu¸ 6 ®ai) (Sè ®ai cµng nhiÒu ⇒ t¶i träng sÏ ph©n bè cµng
kh«ng ®Òu trªn c¸c ®ai).
Khi chän ®−êng kÝnh D cña b¸nh nhá, nªn lÊy trÞ sè nhá nhÊt cã thÓ ⇒ ®−êng kÝnh b¸nh lín sÏ kh«ng
qu¸ lín ⇒ gi¶m ®−îc kÝch th−íc khu«n khæ cña hÖ thèng.
Yªu cÇu vÒ kÝch th−íc khu«n khæ cña bé truyÒn khi thiÕt kÕ ®å ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y :
§−êng kÝnh b¸nh ®ai vµ b¸nh xÝch l¾p trªn HGT kh«ng v−ît qu¸ 350 mm tr−êng hîp ®Æc biÖt, sÏ xem xÐt
khi th«ng qua)
Sè ®ai thang vµ sè d·y xÝch h¹n chÕ trong kho¶ng: z3
≤
(tr−êng hîp ®Æc biÖt, sÏ xem xÐt khi th«ng qua)