Đồ án chi tiết máy thiết kế hộp giảm tốc

Đồ án chi tiết máy tính toán thiết kế hộp giảm tốc, kèm bản vẽ . Tài liệu bao gồm 4 chương tập chung vào tính toán thiết kế hộp giảm tốc. Chương 1 tính toán động học hệ dẫn động cơ khí. Chương 2 thiết kế các chi tiết truyền động. Chương 3 thiết kế các chi tiết đỡ nối. Chương 4 thiết kế vỏ hộp cà các chi tiết phụ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải hình sau: Trong đó: Động điện; Khớp nối; Hộp giảm tốc; Bộ truyền ngoài; Băng tải Chế độ tải: T1=T; T2=0,85T; T3=0,65T; t1=20s; t2=40s; t3=30s Cho đường kính băng tải: D= 360mm Cho năm làm việc 300 ngày ca làm việc 8h Loại Loại Nhiệm vụ thiết kế: 1 Bản thuyết minh khổ giấy A4 Bản vẽ lắp khổ giấy A0 1 CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Tính chọn động điện 1.1.1 Xác định tải trọng tương đương Công suất trục động cơ điện Pct tính theo cộng thức: Pct = Pt η Trong : Pt cơng suất tính tốn trục máy cơng tác (kw) η hiệu suất truyền toàn hệ thống Tính tốn Pt : Pt = Ptd = Pi ữ ì ti P12 × t1 + P22 × t2 + P32 × t3  P1  = P1 × t1 + t2 + t3 ∑ ti Trong đó: P1v cơng suất lớn công suất tác dụng lâu dài trục máy cơng tác: P×v Plv= 1000 = 4200 ×1.6 1000 = 6.72 (kw) Theo chế độ tải có P=T ω Mà vận tốc góc ω khơng đổi → P tỉ lệ với T (momen quay) Thay số ta có: Pt = P×v 1000 √ ∑ Pi × ti P1 ( ) ∑ ti √ 20+0,85 × 40+0,652 ×30 =6,72 =5.56 ( kw ) 20+ 40+30 1.1.2 Tính hiệu suất truyền động h Dựa vào bảng 2.3 trang 19 Trị số hệu suất loại truyền ổ ta chọn: 2 + Hiệu suất truyền xích : η x = 0,97 + Hiệu suất cặp bánh trụ (được che kín) : η br = 0,97 + Hiệu suất cặp ổ lăn: ηol =0,99 +Hiệu suất khớp nối trục η k = 0,99 Vậy ta tính hiệu suất tồn hệ thống η theo cơng thức : η=ηk × η4ol ×η2br × ηx => Pct = Pt η = 0,99 ×0,99 × 0,97 ×0,97 = 0,95 5,56 = 0,95 = 5,85 (kw) 1.1.3 Xác định sơ số vong quay đồng động + Tra bảng 2.4 ( trang 21) để chọn tỷ số truyền nên dùng cho truyền hệ từ tính số vịng quay đồng dựa vào số vịng quay máy cơng tác : Truyền động xích u x = … => tỉ số truyền tồn ut hệ thống tính theo cơng thức : ut =u1 × u2 × u3 … Với truyền động xích : ut = ux ×u HGT = ×10 = 30 : + ux tỉ số truyền truyền động xích ta chọn ux= + uHGT tỉ số truyền bánh trụ hộp giảm tốc cấp ta chọn uHGT=10 + Gọi nlv số vòng quay trục máy cơng tác (trục tang quay đĩa xích tải) tính theo cơng thức: nlv = 60000 × v 60000× 1,6 = π×D π × 360 =84,88 (vịng/phút) đó: v- vận tốc băng tải xích tải ( m/s) 3 D- đường kính tang quay ( mm) +Chọn số truyền chung sơ : Vậy số vòng quay sơ động cơ( nsb ) là: nsb= nlv.ut  nsb = 84,88 ×30=2546,4 (vịng/phút) Chọn số vòng quay đồng động Với điều kiện chọn động : ndb =3000 vòng/phút  Pdc ≥ Pct  ndb ≥ n sb  Tmm ≤ Tk  T Tdn  Dựa vào bảng P1.3.các thông số kỹ thuật động 4A với ndb =3000 (vịng/phút) ta dùng động 4A112M2Y3 có (vg/ph) T mm P max T = =1 ≤ k T P T dn Pdc Pct =5,58(kw) =7.5 kW , n dc =2922 =2 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.2.1.Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc - Tỉ số truyền chung hệ thống truyền động tính theo cơng thức (Theo 3.23 trang 48) Tài Liệu ta có : ut = n dc nlv = 2922 95,5 = 34,4 1.2.2.Tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc -Tính tỉ số truyền cấp nhanh ( u1 )và tỉ số truyền cấp chậm ( u2 ) : + Tỉ số truyền hộp giảm tốc(uh) tính theo cơng thức : UHGT= ut ux = 34,4 =11,47 -Với hộp giảm tốc cấp bánh trụ: u HGT × =u1 u2 (1) -Đối với hộp giảm tốc khai triển ta có: u1= 1,3u2 (2) , theo công thức 3.11 / 43 [TL1] Suy ra: u1 =3,86 u2 =2,97 -Tính lại Uđ theo u1, u2: ut Ux= u u2 =3 1.3 Tính tốn thơng số trục 1.3.1.Tính cơng suất trục Plv = Ptd = 6,72kW PIII = Plv 6,72 = =6,9 kw ηol ×ηk 0,99 ×0,99 PII = PI = P III 6,9 = =7,2 kw ηol × ηbr 0,99 ×0,97 PII 7,2 = =7,5 kw ηol × ηbr 0,99× 0,97 Pdc = PI 7,5 = =7,65 kw ηol × ηk 0,99× 0,99 3.2 Tính số vịng quay trục n=ndc =2922 (vòng/phút) n I =n đ c =2922 n II = n I 2922 = =757 u1 3,86 n III = (vòng/phút) n II 757 = =254,9 u2 2,97 (vòng/phút) (vịng/phút) 1.3.3 Tính mơmen xoắn trục 9,55 ×10 × Ta có : Ti= pi ni ta tính được: P dc 7,65 9,55 ×1 × =9,55 × 10 × Tdc= ndc 2922 = 25002,5(Nmm) P 7,5 I T1= 9,55 ×1 × n I =9,55 ×1 × 2922 = 24512,3 (Nmm) P 7,2 II T2= 9,55 ×1 × n II =9,55× 10 × 757 =90832,2 (Nmm) P III 6,9 6 9,55 ×1 × =9,55 ×1 × T3= n III 254,9 = 258513,1( Nmm) 1.3.4 Lập bảng kết Bảng Thông Số Trục Thông số Tỷ số truyền ĐỘNG CƠ I II 3.86 III 2.97 Công suất(kw) 7,65 7,5 7,2 6,9 Số vòng quay(vòng/phút) 2922 2922 757 254,9 Momen T (Nmm) 25002,5 24512,3 90832,2 258513,1 6 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Thiết kế chuyền xích 2.1.1 thơng số ban đầu PI=PIII=6,9(kw) nI=nIII=254,9(vịng/phút) TI=Tđc=258513,1 (Nmm) u=ux=3 β =0 1.2 Chọn loại xích Chọn xích ống lăn (loại xích có zmin=17-19 xích lăn vận tốc trung bình, zmin=13-15 vận tốc thấp) Vì tải trọng khơng lớn vận tốc nhỏ, nên ta chọn xích ống lăn Xích ống lăn có ưu điểm là: độ bền mịn xích ống lăn cao xích ống, chế tạo khơng phức tạp; đó, sử dụng rộng rãi kĩ thuật 1.3 Chọn số đĩa xích Ta có cơng thức z1=29-2u (trang 80 tài liệu ‘Tính tốn hệ dẫn động khí’), ta có: z1=29-2u=29-2×3=23 ≥ 19 => z1=23 z2=u×z1=3×23=69 ≤ zmax=120 => z2=69 2.1.4 Xác định bước xích Để đảm bảo tiêu độ bền mịn truyền xích ta có: Pt=P.k.kn.kz ≤ [P] (cơng thức 5.3 theo tài liệu ‘tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí’) Với + P: Là cơng suất cần truyền qua truyền xích (kw) + Pt: Là cơng suất tính tốn (kw) + [P]: Là công suất cho phép (kw) + kn : Là hệ số vòng quay Chọn số vòng quay đĩa sở đĩa nhỏ : n01=400 (vòng/phút) => kn=n01/n1=400 /254,9=1,57 + kz : Là hệ số : kz= z01/z1=25/23=1,08 + k= kđ.k0.ka.kđc.kbt.kc ; : kđ : hệ số tải trọng động Đề cho làm việc êm, nên ta chọn kđ=1 7 k0 : hệ số ảnh hưởng kích thước truyền Do đường nối tâm đĩa xích trùng với phương ngang Nên k0=1 ka : hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài xích Chọn a= (30÷50)p ; suy ka=1 Chọn a=40 kđc: hệ số kể đến việc điều chỉnh lực căng xích Do điều chỉnh đĩa, nên ta chọn kđc=1 kbt: hệ số ảnh hưởng bôi trơn Ta chọn kbt=1,3 kc: hệ số kể đến chế độ làm việc truyền Với số ca làm việc 1, ta chọn kc=1 Vậy k= kđ.k0.ka.kđc.kbt.kc =1.1.1.1.1,3.1=1,3 Do ta có : Pt=P.k.kn.kz=6,9.1,3.1,57.1,08=15,2 Tra bảng 5.5 tr 81 sách ‘Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – T1’với điều kiện Pt=15,2 (kw) ≤[P] n01=400 ta :     Bước xích : p=25,4 (mm) Đường kính chốt : dc=7,95 (mm) Chiều dài ống : B=22,61 (mm) Công suất cho phép : [P]=19 (kw) 2.1.5 Xác định khoảng cách trục số mắt xích Chọn sơ : a=40p=40.25,4=1016(mm) Số mắt xích : 2 2a z + z ( z 2−z ) p 2.1016 23+ 69 ( 69−23) 25,4 x= p + + π2 a = 25,4 + + π 1016 =1 27,3 Chọn số mắt xích chẵn: X=127 Tính lại khoảng cách trục theo cơng thức 5.13 tài liệu “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí”: [ z +z p a = X− 2+ ¿ a¿ = [ √( z 1+ z 2 z −z X− −2 2 π ) ( √( )] 25,4 23+69 23+69 69−23 127− + 127− −2 2 π ) ( ) ]=1011,6 ( mm ) Để xích khơng chịu lực căng lớn ta phải giảm khoảng cách trục lượng ∆a=0,003.a*=0,003.1011,6=3 (mm) Vậy lấy khoảng cách trục: a=a*- ∆a=1011,6 – 3,8=1008,6(mm) Số lần va đập lề xích giây, tính theo cơng thức (5.14): i= z1 n1 23.254,9 = =3,077< [ i ] =30 15.X 15 127 2.1.6.Tính kiểm nghiệm độ bền xích Kiểm nghiệm tải theo hệ số an toàn (chịu tải trọng lớn mở máy chịu va đập vận hành) Theo công thức (5.15): S= Q ≥ [ S] k đ Ft + F0 + FV Trong đó: Theo bảng (5.2) tài liệu “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí-T1”, ta có Q=56,7 (kN), q1=2,6 (kg) Hệ số tải trọng động kđ=1 Ft: Lực vòng: Ft = v= 1000P 1000.6,9 = =2782,26 (N) v 2,48 z p n1 23.25,4 254,9 = =2,48 (m/s) 60000 60000 Fv: Lực căng lực li tâm gây ra: Fv=q1.v2=2,6.2,482=15,99 (N) F0: lực căng trọng lượng nhánh xích bị động gây ra: F0=9,81.kf.q1.a=9,81.6.2,6.1,0086 =154,35 (N) (hệ số võng kf=6 truyền nằm ngang) Do S= 56700 =19,2>[S]=9,3 1.2782,26+154,35+15,99 Vậy truyền xích làm việc đủ bền 2.1.7 Xác định thông số đĩa xích Theo cơng thức (5.17), đường kính vịng chia: p 25,  = = 186,5(mm ) d1 = π   180   sin  ÷ sin  ÷  23    z1   p 25, d = = = 558(mm)  π   180  sin  ÷ sin  ÷   69   z2   Đường kính đỉnh răng:    π    180    d a1 = p  0, + cot g  ÷ = 25, 0,5 + cot g  ÷ = 197,5( mm)  23     z1        π     180    = 570, 2( mm)  d a = p 0,5 + cot g  z ÷ = 25, 0,5 + cot g  69 ÷         Bán kính đáy: 15,88(mm) r = 0,5025d1' + 0, 05 với d1' tra theo bảng (5.2) tr78 ta được: d1' = r = 0, 5025d1' + 0, 05 = 0,5025.15,88 + 0, 05 = 8, 03( mm) Đường kính chân răng:  d f = d1 − 2r = 186,5 − 2.8, 03 = 170, 44( mm)   d f = d − 2r = 558 − 2.8, 03 = 541,94(mm) -Kiểm nghiệm đĩa xích độ bền tiếp xúc: Theo công thức (5.18) : σ H1 = 0,47 K r ( Ft K d + Fvd ).E A.k d ≤[σH1 ] Trong đó: 10 10 ... chậm ( u2 ) : + Tỉ số truyền hộp giảm tốc( uh) tính theo công thức : UHGT= ut ux = 34,4 =11,47 -Với hộp giảm tốc cấp bánh trụ: u HGT × =u1 u2 (1) -Đối với hộp giảm tốc khai triển ta có: u1= 1,3u2... truyền hộp giảm tốc - Tỉ số truyền chung hệ thống truyền động tính theo công thức (Theo 3.23 trang 48) Tài Liệu ta có : ut = n dc nlv = 2922 95,5 = 34,4 1.2.2.Tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc -Tính... 2922 757 254,9 Momen T (Nmm) 25002,5 24512,3 90832,2 258513,1 6 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Thiết kế chuyền xích 2.1.1 thơng số ban đầu PI=PIII=6,9(kw) nI=nIII=254,9(vòng/phút)