đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí đề tài thiết kế hộp giảm tốc hai cấp

LỜI NĨI ĐẦU Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí nội dung khơng thể thiếu nhiều chương trình đào tạo kỹ sư khí nhằm cung cấp kiến thức sở cho sinh viên kết cấu máy Đồ án môn học Chi Tiết Máy mơn học giúp cho sinh viên hệ thống hố lại kiến thức mơn học như: Chi Tiết Máy, Sức Bền Vật Liệu, Dung Sai, Vẽ Kỹ Thuật … Đồng thời giúp cho sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau Hộp giảm tốc cấu truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỷ số truyền không đổi dùng để giảm vận tốc, tăng mômen xoắn Với chức nên ngày hộp giảm tốc sử dụng rộng rãi ngành khí, luyện kim, hố chất, cơng nghiệp đóng tàu Do lần em làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp mảng chưa nắm vững dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn có liên quan nhờ bảo tận tình, giúp đỡ thầy Hồng Xn Khoa song lần nên làm em khơng thể tránh khỏi sai sót Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Đoàn Xuân Khánh trực tiếp hướng dẫn, bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Một lần em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Trần huy Thanh download by : skknchat@gmail.com BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY o0o— ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC HAI CẤP Loại Hộp : Hộp Giảm Tốc Phân Đôi Cấp Nhanh Hệ thống băng tải dẫn động bao gồm : Động Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc Bộ truyền xích Băng tải Số liệu thiết kế : Lực Kéo Băng Tải: F = 13000 (N) Vận Tốc Băng Tải: V = 0,45 (m/s) Đường Kính Tang: D = 420 (mm) Thời Gian Phục Vụ: Ih = 12000 (Giờ) Số Ca Làm Việc: Số Ca = Góc Nghiêng Đường Nối Tâm Bộ Truyền Ngồi: Đặc Tính Làm Việc: Va Đập Êm Chế độ tải : Tmm =1.65 T1 ; T2 = 0,6T1 ; t1 = 3.5h ; t2 = 4h : tck= 8h SVTH: Trần Huy Thanh Page download by : skknchat@gmail.com YÊU CẦU: NỘI DUNG THUYẾT MINH: Trình bầy đầy đủ nội dung tính tốn thiết kế, bao gồm: Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền mô mem xoắn trục Tính tốn truyền ngồi Tính tốn truyền bánh Tính tốn thiết kế trục Tính chọn ổ đỡ Tính tốn kết cấu hộp NỘI DUNG BẢN VẼ: TT Tên vẽ Bản vẽ lắp hộp giảm tốc Các vẽ phụ (nếu cần) Khổ giấy A0 Số lượng Tài liệu tham khảo Phần I Tính chọn động cơ,phân phối tỷ số truyền mô men xoắn trục I.Chọn động 1.Tính cơng suất +Để đảm bảo cho truyền động băng tải làm việc ổn định rung động ta phải tính tốn chọn động cho vừa đủ công suất không thừa nhằm tránh vượt tải thừa tải nhiều -Từ yêu cầu: Lực kéo băng tải : F=13000 N Vận tốc băng tải : v=0,45 m/s Công suất cần thiết trục động cơ: SVTH: Trần Huy Thanh Page download by : skknchat@gmail.com F V 1000 η ch Pct=  Trong đó: Pct : Cơng suất cần thiết trục động F=13000 N : Lực kéo băng tải V=0,45m/s :Vận tốc băng tải ch :Tổng hiệu suất khâu ch= k. br2. ol4 đai = 0,99 0,972.0,994.0,96 =0,86; Trong đó:  k=0,99 :Hiệu suất truyền động khớp nối   br = 0,97 :Hiệu suất truyền động cặp bánh (Do sau phân đơi dịng cơng suất lại nhập lại nên tính hiệu suất cho cặp bắnh cấp phân đôi)   ol = 0,99 :Hiệu suất truyền động cặp ổ lăn  đai = 0,96 :Hiệu suất truyền xích Chế độ tải : Tmm =1.65 T1 ; T2 = 0,6T1 ; t1 = 3.5h ; t2 = 4h : tck= 8h , t2 = 3,6h = √ ∑ ( ) Pi t P1 i ∑ ti 1.3,5  0, 2.3, 0,77 = F V 13000.0, 45 0,77 5,24 Pct= 1000.η ch  = 1000.0,86 (kW); theo 0.77, có 5,3058 Xác định tốc độ vịng quay đồng trục động Số vòng quay trục công tác: SVTH: Trần Huy Thanh Page download by : skknchat@gmail.com 60.1000.v 60.1000.0,45 = 3,14 420 =20 ,47(vòng/ phút ) nct= π D Trong đó: v vận tốc băng tải D đường kính tang Xác định số vòng quay đồng dung cho động cơ: Chọn sơ số vòng quay đồng động nđb = 1500 v/ph (kể đến trượt nđb = 1450 v/ph);khi tỉ số truyền sơ hệ thống usb xác định: 1450 n U sb  đb  70,8 nct 20,47 Ta có bảng: Loại truyền động Tỉ số truyền nên dùng 3-5 2-5 4-6 2-3 Bộ truyền đai dẹt Bộ truyền xích Bộ truyền bánh trụ để hở Bộ truyền bánh côn để hở Hộp giảm tốc bánh trụ: -1 Cấp -2 Cấp -3 Cấp Hộp giảm tốc bánh côn cấp Hộp giảm tốc bánh côn - trụ Hộp giảm tốc trục vít cấp Hộp giảm tốc trục vít cấp Hộp giảm tốc bánh - trục vít Hộp giảm tốc trục vít – bánh 3-5 - 40 31,5 - 180 2-4 - 31,5 10 - 40 300 - 800 60 - 90 60 -90 Tỉ số truyền giới hạn 1-6 1-6 - 12,5 1-8 - 11 - 60 25 - 326 1-8 6,3 - 40 6,5 - 80 42,25 - 3600 14.6 - 480 14,6 - 480 Bảng: Tỉ số truyền nên dùng giới hạn truyền động Dựa vào bảng (Trang21 – Sách TTTKHDĐCK-T1 ta có: Tỉ số truyền nên dùng truyền đai xích Uđnx = (35) Tỉ số truyền nên dùng hộp giảm tốc SVTH: Trần Huy Thanh Page download by : skknchat@gmail.com UHGTnd = (840) Tỉ số truyền nên dùng hệ thống dẫn đông là: Usbnd = UHGTnd.Uđnd = (35) (840) = (24200) Nhận thấy: Usb = 70,8 nằm khoảng Usbnd = (24200) nên nđb = 1500 v/ph 3.Chọn động Dựa vào yêu cầu động momen mở máy công suất cần thiết để đảm bảo động làm việc tốt là: Pđc  Pct nđb nsb T T mm =1, 65≤ k T T dn Với T momen tải trọng lớn T=T1 Tra bảng P 1.2; P 1.2; P 1.3 với động đồng 1500(v/p) ta chọn động 4A112M4Y3 : ( theo bảng P1.3 TL1,tr 237,d3 xuống) Bảng thông số động cơ: Nđc(v/p) 1425 P(Kw) Cos 5,5 0,85  0,855 TMax/Tdn 2,2 Tk/Tdn 2,0 + Kiểm tra điều kiện mở máy T mm 1,65 T = ,65 = T1 T1 ; Với động chọn có Tk T mm = 2,0 = ,65 T dn  T1 II Phân phối tỉ số truền Ta có: U sb= N dc 1425 =69 , = N ct 20 , 47 Mà: Tỉ số truyền hệ thống dẫn động phân phối cho truyền hộp giảm tốc truyền (bộ truyền đai truyền khớp nối) Usb = UHGT.UN = 69,6 (lần) Tỉ số truyền khớp là: Uk  Chọn tỉ số truyền truyền xích là: Ux = 3,5 (lần) SVTH: Trần Huy Thanh Page download by : skknchat@gmail.com Vậy ta có tỷ số truyền hộp giảm tốc là: U HGT = U sb UN = U sb Uk U x = 69 , =19 , 88 3,5 Đây hộp giảm tốc khai triển, tình tốn theo điều kiện bơi trơn u cầu diện tích hộp nhỏ Do chọn tỉ số truyền cấp nhanh (u1) lớn tỉ số truyền cấp chậm (u2) Ta dùng công thức thực nghiệm sau: U1 = (1,2  1,3)U2 => UHGT = U1.U2 = (1,2  1,3)U2 U2 = (1,2  1,3) (U2)2 = 19,88 => U2 = (3,91  4,07) chọn u2 = 3,99 (lần) => U1 = (1,2  1,3)U2 = (4,788  5,187) chọn U1 = 4,99 (lần) Vậy ta có tỉ số truyền thực hộp giảm tốc là: UHGT = U1.U2 = 3,99 4,99 = 19,9 (lần) Tỉ số truyền thực truyền xích : U sb 69,6 Uđ   3,5 U HGT U k 19,9 III.Xác định công suất,momen số vòng quay trục Dựa sơ đồ thiết kế công suất cần thiết Pct động ta tính cơng suất,momen số vịng quay trục hệ thống dẫn động sau: - Công suất trục 3,2,1 công suất thực động cơ: 5,24 Pct  5,35 0,99.0,99 P3 = η k ηol (kW) P3 5,35  5,57 2 η η 0,97 0,99 br ol (kW) P2 = P2 5,57 = 5,98  η η 0,97 0,99 br ol P1 = (kW) SVTH: Trần Huy Thanh Page download by : skknchat@gmail.com 5,98 P1 6, 29 η η 0,99.0,96 ol đ P’đc = = (kW) - Số vòng quay trục 1,2,3 trục công tác là: n đc 1425 n = u = 3,5 = 407 (vòng/phút) đ 407 n1 n2= u = 4,99 =81,56(vòng/phút) n2 81,56 n3= u = 3,99 =20,44 (vòng/phút) n 20,44 nct= u k = =20,44(vòng/phút) - Momen xoắn trục công tác,các trục 1,2,3 động là: P ct 5,24 2448239 n 6 20, 44 ct Tct = 9,55.10 = 9,55.10 (Nmm) P3 T3 = 9,55.106 n3 P2 T2 = 9,55.106 n2 5,35 2499633 20,44 = 9,55.10 (Nmm) 5,57 = 9,55.106 81,56 = 652201 (Nmm) P1 5,98 T1 = 9,55.106 n1 = 9,55.106 407 = 140316 (Nmm) P`đc 6,29 T đc = 9,55.106 nđc = 9,55.106 1425 = 42154 (Nmm) - Bảng kết tính tốn thu được: Trục T.số SVTH: Trần Huy Thanh Động Page download by : skknchat@gmail.com Công tác u(lần) Uđ = 3,5 U1 = 4,99 U2 = 3,99 Uk = P(kW) 6,29 5,98 5,57 5,35 5,24 N(v/p) 1425 407 81,56 20,44 20,44 140316 652201 2499633 2448239 T(Nmm) 42154 PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN NGỒI I TÍNH B ỘTRUYỀỀN XÍCH: 1.Chọn xích Do b ộtruyềền t ải khơng l ớn, ta ch ọn lo ại xích ơống - lăn m ột dãy, g ọi tăốt xích lăn m ột dãy Lo ại xích chềố t ạo đ ơn gi ản, giá thành h có đ ộ bềền mòn cao Xác đ nh ị thơng sơố c aủ xích b ộtruyềền xích a Ch sốố đĩa xích Sơố đĩa xích nh ỏ đ ược xác đ ịnh theo cơng thức: z1 = 29 - uxích ≥ 19 (2.17) Với uxích = 4,04  z1 = 29 – 2.4,04 = 20,92 uxích = 4,04 thỏa mãn Chọn uxích = suy z1 =21 Tính sơố đĩa xích lớn: z2 = uxích z1  zmax (2.18) Đơối với xích lăn zmax = 120, từ ta tnh đ ược: z2 = 4.21= 84 (răng) b Xác định bước xích p B c xích ướ p đ c xác ượ đ nh tị ch ừtềuỉvềề đ bềền ộ mòn c a ủb n ảlềề Điềều kiện đ m ảb o ch ả tềuỉ vềề đ bềền ộ mịn c aủ b ộtruyềền xích đ ược viềốt dạng: Pt = P k kz kn  [P] SVTH: Trần Huy Thanh (2.19) Page download by : skknchat@gmail.com Trong đó: Pt - Cơng suấốt tnh tốn; P - Công suấốt cấền truyềền Xác đ ịnh công suấốt cho phép [P] c xích lăn: với n01 =800 vịng/phút, z 01 kz - H ệ sơố ; kz = z = 25 / 21 = 1,19 kn - Hệ sơố vịng quay; kn = n01/ n1 = 1,1 H ệ sôố k đ ược xác định theo công thức: k = k0 ka kđc kbt kđ kc (2.20) Trong h ệsơố thành phấền đ ược ch ọn theo bảng 5.6 -tr 82 - tài liệu [1],với: k0 - H ệsôố k ểđềốn nh ả h ưở ng c aủ v trí ị b ộtruyềền, k0 = (do đường nôối c aủ hai đĩa xích so v ới đ ường năềm ngang 50o