Tài liệu Đồ án: Thiết kế hệ thống truyền động khí doc

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc TRƯỜNG ………………… KHOA………………………  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động khí Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 1 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc MỤC LỤC Lời nói đầu 1 Phần I: Nhịêm vụ, mục đích, u cầu, đặc tính kỉ thuật 2 Phần II : Bảng phân cơng cơng việc 3 Phần III : Phân tích chọn phương án 4 Phần IV: Chọn tang, khớp nối, độnh cơ điện và phân 10 Phần V : Tính tốn truyền động bánh răng 19 Phần VI: Tính tốn trục và tang 30 Phần VII:Định kết cấu trục 44 Phần VIII: Thiết kế ổ lăn 48 Phần IX: Tính tốn và chọn vỏ hộp 52 Phần X : Chọn các chi tiết phụ 54 Phần XI :Dung sai lắp ghép 56 Phần XII :Thiết kế phanh 58 Phần XIII :Kết luận 60 Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 2 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc LỜI NĨI ĐẦU Trong nhiều thế kỷ qua, từ thời lạc hậu cho đến hiện đại sự vận chuyển, xếp dỡ là một cơng việc khơng thể thiếu và quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất nhằm giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc, tăng năng suất lao động và an tòan. Qua q trình phát triển của khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có nhiều thiết bị nâng chuyển. Các thiết bị này được chia làm hai nhóm chính: máy trục chủ yếu phục vụ vận chuyển các vật nặng thể khối; máy chuyển liên tục chủ yếu phục vụ các q trình vận chuyển vật liệu vụn rời liên tục theo một tuyến khơng gian xác định. Các lãnh vực sản xuất hiện nay có nhu cầu ngày một tăng về các máy móc, thiết bị nâng chuyển, nhu cầu ađó cần được đáp ứng với những thiết bị nâng gọn nhẹ dễ sử dụng và đáp ứng được tính bền, tính kinh tế phù hợp với khơng gian làm việc và điều kiện làm việc cho phép. Trong q trình thực hiện đồ án mơn học Truyền Động Cơ Khí, Nhóm chúng em được giao nhiệm vụ thiết kế một cơ cấu nâng Nhằm cũng cố lại những kiến thức đã học như: Cơ Học Máy, Chi Tiết Máy, Ngun Lý Máy Cũng như đáp ứng được nhu cầu trên. Chúng em xin chân thành cám ơn thầy NGUYỄN HỮU LỘC , các q thầy, q cơ trong các bộ mơn đã tận tình, hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong q trình thực hiện đồ án. Nhóm thực hiện đồ án. PHẠM SƠN VƯƠNG PHAN QUANG TÚ. LÊ HỒNG GIANG. Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 3 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc PHẦN I NHIỆM VỤ, MỤC ĐÍCH, U CẦU, ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT * Nhiệm vụ: Thiết kế một máy nâng tải trọng nâng hai tấn. * Mục đích thiết kế: Máy nâng được thiết kế có tải trọng nâng 2000kg , phục vụ cơng việc nâng các vật thể khối lượng nhỏ lên các nhà cao tầng đang xây dựng, tãi trọng nâng gồm: vât liệu ở các cơng trường xây dựng, các cơng việc xếp dỡ ngồi trời, nhằm giảm nhẹ sức lao động của cơng nhân. * u cầu thiết kế: +máy nâng có kích thướt nhỏ gọn ,phù hợp khơng gian làm việc + Đảm bảo sức bền . + Vận hành an tồn dể sử dụng , sữa chữa , bảo trì lắp ráp … + Thiết kế có tính kinh tế, phù hợp với điều kiện sản xuất hiện có *Đặc tính kỹ thuật: Đề tài u cầu thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều), nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, khơng có u cầu đặt biệt nào về số liệu kỷ thuật. Trong đồ án này , qua tham khảo nhiều tài liệu về máy nâng chuyển và các tài liệu liên quan khác. Nhóm thực hiện đồ án nhất trí chọn thiết kế có các chỉ tiêu kỹ thuật sau: Tải trọng nâng2000 kg Chiều cao nâng 12 m. Vận tốc nâng 12.5(m/phút) . PHẦN II BẢNG PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC Nhiệmvụ Phụ trách Tuần Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 4 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc Cơngviệc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Chọn đồ án Nhóm X Phân tích đồ án nhóm X Phân tích thiết kế Nhóm X Vạch kế hoạch Nhóm X Phân cơng nhiệm vụ Vương X Thamkhảo tài liệu Nhóm X Nêu ý tưởng Nhóm X Chọn phươngán Nhóm X Báo cáo giữa kỳ Nhóm X Tính tốn Nhóm X X X Bản vẽ lắp Tú X Bản vẽ chi tiết Nhóm X Viết thuyết minh Vương Giang X X X PHẦN III PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN Máy nâng có thể phân loại như sau: - Phân loại theo nguồn dẫn động:Dẫn động bằng động cơ điện và dẫn động bằng thuỷ lực - Phân loại theo cơ cấu: Cơ cấu truyền động bằng đai ,cơ cấu truyền động bằng xích. *Vai trò, chức năng các bộ phận của cơ cấu: Tời nâng gồm có : Động cơ điện, hộp giảm tốc, tang, cáp nâng, khớp nối ,phanh Động cơ điện: có hai loại, đó là: động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều. Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 5 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc Động cơ điện xoay chiều được sử dung rộng rải trong cơng nghiệp ,với sức bền làm việc cao, mơ men khởi động lớn. Bên cạnh đó ta có động cơ điện một chiều: là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, giá thành cao, khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp. Trên những ưu khuyết điểm của hai lọai động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ khơng bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thơng dụng, bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của lọai động cơ này vẫn chấp nhận được. Vậy ta chọn động cơ xoay chiều. Hộp giảm tốc: Có ba loại, đó là: bộ truyền bánh răng trụ,bộ truyền bánh răng nón và bộ truyền bánh vít - trục vít Bộ truyền bánh răng trụ được sử dụng để truyền mơ men từ các trục song song với nhau, trong đó hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp được sử dụng nhiều nhất, chúng được bố trí theo các sơ đồ sau: + sơ đồ khai triển: loại này đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là các bánh răng bố trí khơng đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố khơng đều tãi trọng trên chiều dài răng +Sơ đồ phân đơi:cơng suất được phân đơi ở cấp nhanh hoặc cấp chậm. Với kết cấu này, cấp chậm chịu tãi lớn hơn, nên có thể chế tạo với vành răng khá lớn, nhờ vị trí bánh răng đối xứng với các ổ có thể khắp phục được sự phân bố khơng đều tãi trọng +Sơ đồ đồng trục: loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giãm tốc và nhiều khi giúp cho việc bố trí cơ câu gọn hơn Bộ truyền bánh răng nón được dùng để truyen mơ men và chuyễn động giữa các trục giao nhau, nhưng chế tạo bánh răng khá phức tạp Bộ tuyền bánh vít - trục vít dùng để truyền mơ men xoắn và chuyễn động giữa các trục chéo nhau, nhưng chế tạo ren trục vít khá phức tạp Vậy ta chọn hộp giãm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triễn , để phù hợp với cơ cấu làm việc và giảm vật liệu chế tạo. Tang: Gồm có hai loại, đó là: tang đơn và tang kép + Tang đơn: quấn được nhiều lớp cáp nhưng lúc làm việc tải trọng sẽ bị lắc + Tang kép: quấn được một lớp cáp nhưng khi làm việc tãi trọng sẽ khơng bị lắc, nâng hạ theo đường thẳng Vậy ta chọn tang kép được chế tạo bằng gang xám GX 15-32 Cáp nâng: lựa chọn dựa trên hệ số an tòan cho phép, và tuổi thọ của dây cáp. Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng, chịu lực căng dây lớn. Có hai lọai cáp có thể sử dụng: cáp bện xi và cáp bện chéo. Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu , ta chọn lọai cáp bện xi vì có tính bền trong q trình làm việc hơn là cáp bện chéo, đồng thời trong cơ cấu nâng thì một đầu cáp được giữ cố định nên cáp khơng bị xoắn hay tở. Khớp nối: Co nhiều loại, ở đây ta chọn khớp nối trục vòng đàn để nối giữa truc vào của hộp giảm tốc và trục ra của động cơ, có ưu điễm hơn các loại khác là chịu được sự rung, do số vòng quay khá lớn và chọn khớp nối xích con lăn để nối giữa trục ra của hộp giảm tốc với trục của tang, vì có tính kinh tế hơn các loại khớp khác và để truyền mơ men xoắn lớn hơn Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 6 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc Phanh: Có nhiều loại, ở đây ta chọn phanh áp má điện từ thường đóng, vì loại này được đấu chung dây cùng với nguồn điện của động cơ. Từ sự phân tích nêu trên ta có các phương án sau: * Các phương án: + phương án I: Sơ đồ động: Chú thích: 6 5 3 4 8 9 1 2 1. Khớp nối vòng đàn hồi 2. Phanh điện từ 3. B ánh răngtru răng thẳngI 4. Bánhrăngtrụ răng thẳngII: 5. Bánh răng trụrăng thẳngIII 6. Bánh răng trụ răng thẳngVI 7. Khớp nối xích con lăn 8. Tang 9. Động cơ điện +Ngun tắc hoạt động: Động cơ điện quay, truyền cơng suất qua khớp nối vòng đàn hồi đến hộp giảm tốc, nhờ sự ăn khớp của các bánh răng trụ răng thẳng mà cơng suất được truyền qua khớp nối xích con lăn làm tang quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc. +Ưu điễm: Chế tạo bánh răng dễ dàng, dễ lắp ráp, sữa chữa, và bảo hành. +Nhược điễm: chế tạo trục phải có độ cứng tốt, khơng đảm bão chịu sự phân bố khơng đều của tãi trọng. Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 7 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc + phương án II: Sơ đồ động: Chú thích: 3 6 5 4 1 2 1 Tang 2: Trục vít 3:Bánh vít 4:Khớp nối vòng đàn hồi 5:Phanh điện từ 6:Động cơ 7:Khớp nối xích con lăn +Ngun tắc hoạt động: Động cơ điện quay, truyền cơng suất qua khớp nối vòng đàn hồi đến hộp giảm tốc trục vít - bánh vít nhờ sự ăn khớp của bánh vít và trục vít truyền đến khớp nối xích con lăn làm tang quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc. +Ưu điễm: Truyền được cơng suất với tỉ số truyền lớn, tự hãm cũng tốt +Nhược điễm: Chế tạo trục vít rất khó khăn, ren làm trục cần có độ cứng tốt + phương án III: Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 8 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc Sơ đồ động: Chú thích: 1 2 3 4 8 9 1:Động cơ điện 2:Phanh điện từ 3:Khớp nối vòng đàn hồi 4:Bánh răng cơn I 5:Bánh răng cơn II 6:Bánh răng cơn III 7:Bánh răng cơn IIII 8: Khớp nối xích con lăn 9: tang +Ngun tắc hoạt động: Động cơ điện quay, truyền cơng suất qua khớp nối vòng đàn hồi đến hộp giảm tốc Bánh răng cơn nhờ sự ăn khớp của các bánh răng cơn truyền mơ men đến khớp nối xích con lăn làm tang quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc. + Ưu điễm: Cơ cấc gọn gàng, đãm bão gọn nhẹ cơ cấu + Nhược điễm: Chế tạo bánh răng khó khăn, lắp ráp đòi hỏi phải chính xác * Với ba phương án và sự phân tích vừa nêu trên, ta chọn phương án thứ nhất là phù hợp với u cầu được đặt ra và phù hợp với điều kiện kinh tế Vậy ta chọn phương án I. Số liệu ban đầu: Tải trọng: Q O =2000kg =20000 (N). Bộ phận mang: Q m = 500kg = 5000(N.) Chiều cao nâng: H = 12( m). Vận tốc nâng: v n = 12.5 (m/phut) Chế độ làm việc trung bình. Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 9 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc PHẦN IV CHỌN TANG, KHỚP NỐI, ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I .Chọn tang, khớp nối, động cơ điện: 1) Hiệu suất của palăng η p = max S S o = max Sam Q Với Q 0 = Q +Q m m=2 :số nhánh dây quấn lên tang Q 0 : tải trọng nâng Q 0 = 25000 N. Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 10 - [...]... cho phép Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 18 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc HB = 180 350 0 δ H lim = 2 HB + 70 ; S z = 1.1 : hệ số an tồn δFlim = 1.8HB ; SF = 1.75 :hệ số an tồn Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 245 Chọn độ rắn bánh răng lớn HB2 = 230 khi đó : δH lim1 = 2HB1 +70 =560 MPA δFlim1 = 1.8HB2 =441 MPA δH lìm2 = 414 MPA δ Flim2 =470 MPA + Hệ số tuổi... bw xd w1 xm δ xY δ F 2 = F 1 F 2 ≤ [δ F 2 ] YF 1 Trong đó: =ZMxZHxZ ε Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 22 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc + Yε : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng + Yε = 1 = (1/1.66) = 0.6 εα + YF1,YF2 : hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 + ZV1 = Z1 = 17 ; ZV2 = Z2 = 114 và hệ số dịch chỉnh x Tra bảng (6.18)-[1] ⇒ YF1 = 4.22 và YF2 = 2 Y β =1 bánh... bộ truyền : +η = ηp ηt η0l4.ηK.ηηmscn.ηmscc =0.776 Với: + ηp = 0.99 : hiệu suất palăng + ηt = 0.96 : hiệu suất tang + η0l = 0.99 : hiệu suất ổ lăn + ηk = 0.99 :hiệu suất khớp + η mscn = 0.96:hiệu suất bộ truyền cấp nhanh + ηmscc = 0.98 :hiệu suất bộ truyền cấp chậm + Cơng suất cần thiết trên trục động cơ: Nct = 4.25 = 5.48 (kw) 0.776 Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 16 - Đồ án thiết kế hệ thống. .. :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 17 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí Trục GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc I II III 960 143.8 Thơng số Số vòng quay (vòng/phút) Tỉ số truyền Cơng suất trên trục(KW) Mơ men xoắn T(Nmm) 30.88 6.7 4.64 4.98 48645 4.65 309935 4.42 1366936 PHẦN V TÍNH TỐN TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG I) Chọn vật liệu: Ta chọn vật liệu cặp bánh răng này vật liệu như nhau, bảng ( 6-1)-[1] + Bánh răng... răng về q tải Hệ số q tải Kqt=2.2 Với: K qt + δH1 max = δH1 = 441.4* 2.2 = 654.7 (MPa) + δF1 max = δF*Kqt = 156.7 (MPa) và δH1 max . Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn Hữu Lộc TRƯỜNG ………………… KHOA………………………  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế hệ thống truyền. 56 Phần XII :Thiết kế phanh 58 Phần XIII :Kết luận 60 Đề tài :Thiết kế Tời đổi chiều trang - 2 - Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ Khí GVHD:TS Nguyễn