Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa; Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách KhoaBáo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa;Báo cáo bài tập lớn chi tiết máy ĐH Bách Khoa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Giáo viên hướng dẫn: PHAN ĐÌNH HUẤN Sinh viên thực hiện: MSSV: Nhóm: Đề số 4: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn Phương án: TP.HCM tháng 12 năm 2017 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY MỤC LỤC Chương 1: Chọn động điện, phân phối tỉ số truyền I TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN II PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN .3 III LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH Chương 2: Thiết kế truyền đai dẹt I THÔNG SỐ KĨ THUẬT THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT Chương 3: Thiết kế truyền bánh nón Chương 4: Thiết kế hai trục hộp giảm tốc 11 Thiết kế trục hộp giảm tốc 11 a Phân tích lực tác dụng lên hệ .12 b Chọn vật liệu làm trục 12 c Đường kính sơ trục 12 d Thu gọn dầm sức bền , tính phản lực gối đỡ biểu đồ moment 13 e Tính phản lực gồi đỡ 13 f Biểu đồ momen 14 g Xác định xác đường kính trục theo momen tương đương 15 Thiết kế trục hộp giảm tốc .17 a Phân tích lực tác dụng lên hệ .17 b Tính tốn đường kính sơ trục 17 c Thu gọn dầm sức bền , tính phản lực gối đỡ biểu đồ momen 18 d Tính phản lực gối đỡ 19 e Biểu đồ momen 19 f Xác định xác đường kính trục theo momen tương tương 21 g Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn 22 Chương 5: Thiết kế hai cặp ổ lăn hộp giảm tốc 26 Thiết kế cặp ổ lăn trục 26 Thiết kế cặp ổ lăn trục 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Chương 1: Chọn động điện, phân phối tỉ số truyền I TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Hiệu suất truyền động: Ta có : dbrknol2 Tra bảng 3.3 tài liệu [1] ta chọn hiệu suất sau: d 0,95 : Hiệu suất truyền đai dẹt br 0,95 : Hiệu suất truyền bánh nón kn 0,98 : Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi ol 0,995 : Hiệu suất cặp ổ lăn Nên : dbr knol2 0,95 0,95 0,98 0,9952 0,88 Vậy, hiệu suất truyền động là: 0,88 Cơng suất tính tốn: Trường hợp tải trọng thay đổi thì: Pt = Ptđ (Công suất tương đương) “Công suất tương đương” xác định công thức: 2 2 T1 T T 0,7T t1 t2 60 12 Ptđ = kW = Pt T T T T Pm 6 5,739 t1 t2 60 12 Trong đó: Tm = T T1 = T; T2 = 0,7T; t1 = 60s t2 = 12s Vậy, công suất tính tốn là: Pt = 5,739 kW Cơng suất cần thiết trục động cơ: Công suất cần thiết trục động điện xác định bởi: P 5,739 Pct t 6,522 kW 0,88 Vậy, công suất cần thiết trục động là: Pct = 6,522 kW Xác định số vòng quay sơ động cơ: Số vòng quay trục thùng trộn : n = 105 vịng/ phút Tỉ số truyền tồn hệ thống dẫn động: ut ud ubr 4 3,15 12,6 Trong đó, ta chọn: ud = ubr = 3,15 Vậy, số vòng quay sơ động điện là: nsb 12, vòng/phút SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Chọn động điện: Ở đây, ta chọn động thõa mãn điều kiện sau: Pdc Pct Pdc 6,522 kW , tức ta phải tìm động thỏa mãn ndc nsb ndc 1323 vg / ph Tra bảng Phụ lục 15.1 tài liệu [2] ta chọn động sau: Công Kiểu động Vận tốc suất quay, vg/ph kW 4A132S4 7,5 1455 II PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Tỉ số truyền chung hệ thống dẫn động: n 1455 ut dc 13,86 nlv 105 Chọn ubr = 3,15 Tỉ số truyền truyền đai dẹt: u 13,86 ud t 4,4 ubr 3,15 III LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH Tính tốn cơng suất trục: P PII max 6,12 kW kn 0,98 P 6,12 PI II 6,47 kW brol 0,95 0,995 P 6,47 Pdc I 6,845 kW dol 0,95 0,995 Tính tốn số vịng quay trục: Số vòng quay trục I: n 1455 nI dc 331 vòng/phút ud 4,4 Số vòng quay trục II: n 331 nII I 105 vòng/phút ubr 3,15 SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Vậy: - Số vòng quay trục I là: nI = 331 vòng/phút - Số vòng quay trục II là: nII = 105 vịng/phút Tính tốn moment xoắn trục: Moment xoắn trục động cơ: P 6,845 Tdc 9,55.106 dc 9,55.106 44927,66 Nmm ndc 1455 Moment xoắn trục I: P 6,47 TI 9,55.106 I 9,55.106 186672 Nmm nI 331 Moment xoắn trục II: P 6,12 TII 9,55.106 II 9,55.106 556629 Nmm nII 105 Bảng đặc tính: Thơng số/Trục Động Cơng suất (kW) 6,845 44927,66 Moment xoắn (Nmm) Số vòng quay (vòng/phút) 1455 Tỉ số truyền 4,4 Trục I 6,47 186672 331 Trục II 6,12 556629 105 3,15 Chương 2: Thiết kế truyền đai dẹt I THÔNG SỐ KĨ THUẬT THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT Công suất truyền: P = 6,845 kW Số vòng quay bánh dẫn: n1 = nđc = 1455 vòng/phút Tỉ số truyền: uđ = 4,4 Moment xoắn: T = 44927,66 Nmm II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT Chọn dạng đai: vải cao su Tính đường kính bánh đai nhỏ d1: d1 (1100 1300) P1 6,845 (1100 1300) 184,32 217,83 n1 1455 Theo tiêu chuẩn, ta chọn d1 = 200 mm Vận tốc đai: SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY d1n1 200 1455 15,24 m/s 60000 60000 Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối 0,02 Đường kính bánh đai lớn: d ud d1 4,62 200 0,02 905,52 mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 900 mm d2 900 4,6 Tỷ số truyền thực tế: u d1 200 0,02 Sai lệch so với giá trị chọn trước 0,43% Khoảng cách trục nhỏ xác định theo công thức: 15000 a 2 d1 d 2 (200 900) 2200 15000 a 2200 mm Ta chọn sơ a = 2200mm Chiều dài tính tốn đai: d d1 d d1 L 2a 4a 200 900 900 200 2 2200 6183,56 mm 2200 Chọn theo tiêu chuẩn L = 6200 mm = 6,2m Số vòng chạy đai giây: v 15,24 i 2, 458 s-1 ; [i] = 10s-1, điều kiện thỏa L 6,2 Góc ôm bánh đai nhỏ: d d 900 200 1 180o 57 180o 57 161,86o 2,83 rad a 2200 v1 Chọn chiều dày đai 6mm thoả d1 25 10 Các hệ số sử dụng: - Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai: C 1 0,003 180o 1 1 0,003(180o 161,86o ) 0,9456 - Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc: Cv 1 cv 0,01v 1 1 0,04 0,01 15,24 1 0,9471 - Co 1 - Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc thay đổi tải trọng (làm việc hai ca) : Cr = 0,6 SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Tra bảng 4.7 trang 157 với d1 200 33,3 => chọn [ t ]o 2,1964 MPa Nên ta có: 1000 P1 1000 6,845 b 63, 43 mm v[ t ] 15, 24 2,1964 0,9456 0,94710, 1 Chọn theo tiêu chuẩn b=71 mm 11 Theo bảng 4.5 tài liệu [1], chọn chiều rộng bánh đai : B= 80 mm 12 Lực căng đai ban đầu: Fo ob 1,8 71 6 766,8 N 161,86o 1 766,8 sin 2271, 64 N 2 Lực tác dụng lên trục: Fr 3Fo sin 13.Lực vòng có ích: 1000 P1 1000 6,845 Ft 449,15 N v1 15,24 14.Từ điều kiện để không xảy trượt trơn Ft e f Fo e f từ suy ra: F Ft 766,8 449,15 f ln o ln 0,22 Fo Ft 2,82 766,8 449,15 15.Ứng suất lớn dây đai: max v u1 o 0,5 t v u1 F F 2y max o t v 10 E A 2A d1 766,8 449,15 1200 15,242.10 100 5,34 MPa 80 6 80 200 16 Tuổi thọ đai xác định theo công thức m r 10 5,34 10 max Lh 1011,9 3600i 3600 2,458 Chương 3: Thiết kế truyền bánh nón SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY ubr=3,15 T1=186672 Nmm n=331vg/ph Vì truyền bánh truyền kín (hộp giảm tốc) bôi trơn tốt nên dạng hỏng chủ yếu tróc rỗ bề mặt Do đó, ta tiến hành tính tốn thiết kế theo ứng suất tiếp xúc Chọn vật liệu cho bánh dẫn bánh bị dẫn Chọn thép 40Cr cải thiện Theo bảng 6.13 trang 249 tài liệu [1] độ rắn thép 40Cr HB 180 ÷ 350 Để truyền bánh có khả chạy mịn tốt độ rắn bánh dẫn H1 bánh bị dẫn H2 phải theo quan hệ: H1 ≥ H2 + (10 ÷ 15) HB Do đó, bánh dẫn chọn độ rắn trung bình HB1 = 250, bánh bị dẫn chọn độ rắn trung bình HB2 = 228 Số chu kì làm việc sở NHO1 = 30HB2,4 = 30.2502,4 = 1,71.107 chu kì NHO2 = 30HB2,4 = 30.2282,4 = 1,37.107 chu kì Số chu kì sở NFO=NFO1=NFO2=5.106 chu kì Số chu kì làm việc tương đương NHE1 = 60c )3.ni.ti = 60.1.314,94 Trong t1=0,83.Lh ; t2=0,17Lh Lh= Kng.24.Kn.365.L=16.300.5=24000(giờ) Từ suy ra: NHE1=60.1.314,94.(13.0,83 + 0.73.0,17).24000=40,29.107 chu kì Suy N HE2 = N HE1 ubr 40, 29.107 12, 79.107 chu kì 3,15 Tương tự ta có SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY NFE1 = 60.1.314,94.(16.0,83 + 0,76.0,17).24000 = 38,55.107 chu kì N FE2 = N FE1 ubr 38,55.107 12, 24.107 chu kì 3,15 Vì: NHE1 > NHO1; NHE2 > NHO2; NFE1 > NF01; NFE2 > NFO2 cho nên: KHL1 = KHL2 = KFL1= KFL2 =1 Theo bảng 6.13 tài liệu [1], giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh rang xác định sau: = 2HB + 70 = 1,8.HB suy ra: = 2.250 + 70 = 570 MPa = 2.228 + 70 = 526 MPa = 1,8.250 = 450 MPa = 1,8.228 = 410,4 MPa Ứng suất tiếp xúc cho phép: = KHL Khi tơi cải thiện SH=1,1; đó: 570.0,9 = 466,4 MPa 1,1 = KHL1= = KHL2 = = 430,4 MPa =>> ứng suất tiếp xúc cho phép tính tốn: = = 430,4MPa Ứng suất uốn cho phép: = =>> KFL chọn SF theo bảng 6.13 ta có SF=1,75 = KFL1 = 450 = 257 MPa 1, 75 = KFL2 = 410, = 234,5 MPa 1, 75 Chọn hệ số chiều rộng vành SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Theo bảng 6.15 ta chọn ѱbe= 0,285 be u 0, 285.3,15 Ta có : 0, 285 0,523 be Theo bảng 6.19 trang 286 tài liệu [1] trục lắp ổ đũa cơn, chọn sơ hệ số tải trọng tính =1,4107 Giá trị xác định gần theo cơng thức: =1+( 1).1,5 = + (1,4107 1).1,5 = 1,62 Tính tốn sơ đường kính vịng chia ngồi de1 d e1 95 T1 K H 0,85.(1 0,5 be ) beu[ H ] 95 186672.1, 4107 125mm 0,85.(1 0,5.0, 285) 0, 285.3,15.430, 42 Với de1 = 125 u = 3,15 ta tra bảng 6.20 ta chọn z1p=20 Do H1, H2 350HB nên ta có Z1 = 1,6.z1p= 1,6.20= 32 => chọn Z1 = 30 Khi Z2 = Z1.u = 30.3,15=95 d 125 e1 Mơđun vịng chia ngồi: me z 30 4, chọn me =5 mm 10.Các thông số chủ yếu bánh + Góc chia: 1 arctan(1/ u ) arctan(1/ 3,15) 17, 60 900 17, 60 72, 40 + Chiều dài ngồi: Re d e1 u 125 3,152 206, 6mm 2 + Chiều dài trung bình: Rm = Re (1– 0,5ѱbe )= 206,6(1– 0,5.0,285) = 177,2mm + Môđun vịng trung bình: mm= me.(1-0,5 ) = 5.(1-0,5.0,285) = 4,3mm + Đường kính vịng chia trung bình: dm1 = mm.Z1 = 4,3.30 = 129mm, dm2 = mm.Z2 = 4,3.95 = 408,5mm + Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền SVTH: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY 2 M tdB M Bx M By 0, 75.T 1703732 02 0,75.1866722 234865,5 Nmm - Tại C: 2 M tdC M Cx M Cy 0, 75.T ( 141620,18) 85197,342 0, 75.1866722 231191,9 Nmm - Tại D: 2 M tdD M Dx M Dy 0, 75.T 9390, 62 02 0,75.1866722 161935 Nmm - Đường kính A1 : M tdA 161662, d A1 3 28,5mm 0,1.[ ] 0,1.70 Chọn dA1=30 mm - Đường kính B1 : d B1 M tdB 234865,5 3 32, 25mm 0,1.[ ] 0,1.70 Chọn dB1=34 mm - Đường kính C1 : M tdC 231191,9 dC1 3 32, 08mm 0,1.[ ] 0,1.70 Chọn dC1=34 mm - Đường kính D1 : d D1 M tdD 161935 3 28,5mm 0,1.[ ] 0,1.70 Chọn dD1 = 30 mm Các đường kính chọn nhỏ 50 (mm) nên việc chọn [σ] = 70 (MPa) hợp lý Chọn theo cho trục 1: - Tại D1 (∅ 30 mm): b=10, h=8, t=5 - Tại A1 (∅ 30 mm): b=10, h=8, t=5 SVTH: 17 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Thiết kế trục hộp giảm tốc: Fa2 II Fr2 Ft2 A2 C2 B2 D2 Fr a Phân tích lực tác dụng lên hệ : - Lực tác dụng lên bánh : Ft2 = Ft1 = 1322,94 ( N ) Fa2 = Fr1 = 458,97 (N ) Fr2 = Fa1 = 145,59 (N ) - Lực tác dụng lên khớp nối : + Chọn khớp nối trục đàn hồi : Với T2 = 556629 (Nmm) ta chọn nối trục đàn hồi theo Phụ lục 11.6 tài liệu [2] ta thông số sau: d = 45mm; D=170mm ; dm=80mm; D0 =120mm; l1=25mm; l2=45mm; c=4mm; dc=18mm; lc=42mm; đai ốc M12; z=6; d0=35mm; l0=36mm Lực khớp nối tác dụng nên trục: Fr 0,3 2T2 2.556629 0,3 1392 N D0 120 Chọn vật liệu làm trục thép C45 có [σ]b = 785 ( Mpa ) chọn ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ( MPa ) b Tính tốn đường kính sơ trục : d2 16.T2 16.556629 57,39mm [ ] 15 Chọn d2=60mm SVTH: 18 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Tính toán khoảng cách điểm theo : l2 (1 1,5)d (1 1,5).60 60 90( mm) Chọn: l2 80( mm) x 10(mm) w 60(mm) f 90(mm) w 60 l 2(l2 x ) 2(80 2.10 ) 260(mm) 2 l 260 l1 x b.cos 10 58,9.cos(72, 40 ) 148,9( mm) 2 2 c Thu gọn dầm sức bền , tính phản lực gối đỡ biểu đồ momen: SVTH: 19