Đề tài thiết kế trạm dẫn động xích tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN: THIẾT KẾ MÁY ĐỀ SỐ IV THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Họ tên SV: Hoắc Vỹ Quang Lớp: Cơ khí tơ-k57 Ngày giao đề : 18/02/2019 Ngày nơp bài: 20/06/2019 GV hướng dẫn: Văn Quốc Hữu SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN Chế độ làm việc: tải trọng va đâp nhe, quay chiều: Kngày = 0,67 = 푡 푝 24 ; Knăm = 0,8 = 푎 365 – số làm việc thực tế ngày; a – số ngày làm việc thực tế năm Phương án 10 Lực kéo xích tải P (kG) 470 800 600 750 600 750 600 730 875 600 Vận tốc xích tải V (m/s) 0,13 0,12 0,1 0,08 0,06 0,08 0,14 0,1 0,07 0,1 Bước xích tải t (mm) 100 125 160 80 100 125 100 160 180 125 Số đĩa xích tải 10 9 12 10 11 10 12 11 Chiều cao tâm đĩa xích (mm) 550 600 550 450 580 540 500 525 525 575 Thời hạn phục vụ (năm) 5 5 4 5 Sai số vận tốc (%) 5 5 5 Nhận xét giảng viên hướng dẫn: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… TP.HCM, ngày…tháng…năm 2019 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐƠNG CƠ KHÍ 1.Công suất phận công tác 2.Số vòng quay trục công tác 3.Phân phối tỉ số truyền PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC I Tính tốn truyền cấp nhanh Tính vận tốc sơ Tính ứng suất cho phép Tính thiết kế 10 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 11 Kiểm nghiệm độ bền uốn 12 Kiểm nghiệm bánh vít tải 12 Tính nhiệt truyền động trục vít 13 II Tính tốn truyền cấp chậm 14 Tính vận tốc sơ 14 Tính ứng suất cho phép 14 Tính thiết kế 15 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 16 Kiểm nghiệm độ bền uốn 17 Kiểm nghiệm bánh vít tải 17 Tính nhiệt truyền động trục vít 19 PHẦN III: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 19 Thiết kế trục 19 Tính chọn ổ lăn 35 Tính chọn khớp nối 42 PHẦN IV: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ, BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP 44 Thiết kế kích thước vỏ hộp 44 Một số kết cấu khác liên quan tới vỏ hộp 46 PHẦN V: TÍNH DUNG SAI VÀ KÍCH THƯỚC TRỤC 50 LỜI NĨI ĐẦU Trong sống bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trị định sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố lại kiến thức học môn Nguyên Lý Máy, Chi Tiết Máy, Vẽ Kỹ thuật Cơ khí,… giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Cơng việc thiết kế hộp giảm tốc giúp hiểu kỹ có nhìn cụ thể cấu tạo chức chi tiết bánh ,ổ lăn,… Thêm vào q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽhình chiếu với cơng cụ AutoCad, điều cần thiết với kỹ sư khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Văn Quốc Hữu bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu xót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn bè để đồ án hoàn thiện Sinh viên thực Hoắc Vỹ Quang PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐƠNG CƠ KHÍ 1.Cơng suất phận công tác  Pđ /c  Pct   nsb  nđb Từ công thức 2.11 trang 20 [I] ta có: Cơng suất trục tang quay : P1 = 7300×0,1 1000 = 0,73 (kW) v (m/s): Vận tốc xích tải F(N): sức kéo xích tải Tải trọng thay đổi theo chu kì nên ta xác định cơng suất tính tốn cơng thức sau: ×푡 Ptt = √푃 1 푡 푃 + 푃 22 × + 23 푡 1+푡2+푡3 ×푡 Vì giá trị Mmax tồn khoảng thời gian ngắn: giây nên ta bỏ qua giá trị cơng suất tính tốn Dựa vào hình vẽ ta tính Ptt: Ptt = √0,732 × + 0,5112 × + 0,3652 ×2 = 0,604 (kW) Trong đó: P1: Công suất lớn công suất tác dụng lâu dài máy công tác máy(kw) P2 = 0,7P1 = 0,7 × 0,73 = 0,511 (kW) P3 = 0,5P1 = 0,5 × 0,73 = 0,365 (kW) Hiệu suất chung hệ thống = ol × tv × k Tra bảng 2.3 trang 19 [I] ta có: ol =0,99 Hiệu suất ổ lăn tv =0,82 Hiệu suất trục vít k= Hiệu suất khớp nối = 0,993×0,822× 1=0,65 Cơng suất cần thiết trục động điện xác định theo công thức 2.8 trang 19 [I] - Công suất cần thiết P = ct 푃 푡푡 = 0,604 0,65 = 0,93 (kW) Vì Pct công suất cần thiết trục động Điều kiện để chọn động : Pđc ≥ 0,93 (kw) 2.Số vịng quay trục cơng tác n = ct 60000 × v z×t = 60000 × 0,1 × 160 = 4,17 (vg/ph) Tra bảng 2.4 tỉ số truyền nên dùng cho truyền hệ trang 21 [I] Tỉ số truyền chung: uch = uhộp = 300 Với uhộp = 300 tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp trục vít Số vịng quay sơ động cơ: nsb = nct × uch = 4,17× 300 = 1215 (vg/ph) Như ta phải chọn động có cơng suất định mức ≥ 0,93 (kW) Nếu chọn động có số vịng quay q lớn tỉ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khn khổ, kích thước máy giá thành thiết bị, ta chọn động cho hợp lí Động chọn cần thỏa mãn điều kiện 푃 ≥ 푃 {푛푑푐 푐푡 푑푏 ≈ 푛푠푏 Theo bảng P1.3 trang 236 - [I] Chọn: động loại 4A kiểu: 4A80A4Y3 Công suất Pđc = 1,1 (kw) Số vòng quay nđc = 1400 (vòng/phút) Momen kđ : Tk/Tdn = 2,0 Hiệu suất : = 75% T mm Kiểm tra thỏa điều kiện mở máy T  T k Tdn = 2,0 3.Phân phối tỉ số truyền - Tính xác tỉ số truyền n đc 1400 u = = = 335,73 ch nlv 4,17 Vì hộp giảm tốc cấp trục vít, kết cấu chung hộp hợp lí khoảng cách trục cấp chậm khoảng hai lần khoảng cách trục cấp nhanh Muốn cần chọn tỉ số truyền cấp nhanh nhỏ so với cấp chậm, tức là: u1 < √푢푐ℎ = √335,73 = 18,32 Ta chọn tỉ số truyền trục cấp nhanh : u1 = 17,45 Tỉ số truyền trục cấp chậm : uh 335,73 u2 = u = = 19,24 17,45 Xác định công suất ,momen số vòng quay trục : • Công suất: P3 = P2 = P1 = 푃 푙푣  = 0,604 표푙 = 0,61 kW 0,99 푃3 푡푣 표푙 푃2 푡푣 표푙 0,61 = 0,82 0,99 = 0,751 0,82 0,99 = 0,751 kW = 0,925 kW • Số vịng quay trục cơng tác: n1 = nđc = 1400 vg/ph n1 1400 n2 = u = = 80,3 vg/ph 17,45 80,3 n2 n3 = u = = 4,17 vg/ph 19,24 • Momen quay trục công tác: 0,925 P1 T1 = 9,55 106 n = 9,55.106 = 6309,82 Nmm 1400 0,751 P2 T2 = 9,55.106 n = 9,55.106 = 89315,69 Nmm 80,3 = 9,55.10 ,61 T3 = 9,55.106 P n 4,17 = 1397002,4 Nmm P 1,1 đc Tđc = 9,55.10 n = 9.55.106 = 7503,57 Nmm đc 1400 • Bảng đặc tính kỹ thuật: Trục Thông số Công suất P, kW Tỉ số truyền u Động 1,1 0,925 0,751 0,61 17,45 19,24 Số vòng quay n, vg/ph 1400 1400 80,3 4,17 Momen xoắn T, Nmm 7503,57 6309,82 89315,69 1397002,4 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC Thiết kế truyền trục vít bao gồm bước sau: -Chọn vật liệu -Xác định ứng suất cho phép -Tính thiết kế, tính kiểm nghiệm -Quyết định lần cuối kích thước thơng số truyền -Kiểm nghiệm nhiệt I Tính tốn truyền cấp nhanh Tính vận tốc sơ vsb = 4,5×10-5×n × 3√푇2 = 4,5×10-5×1400×√89315,69 = 2,8 (m/s) Với vsb < m/s dùng đồng không thiếc Tra bảng 7.1/146 [I] Vật liệu bánh vít: _cụ thể đồng nhôm sắt ƂpA Ж 9-4 _Cách đúc: dùng khuôn cát _ σb = 400 (MPa) _ σch = 200 (MPa) Vật liệu trục vít: thép 45, tơi bề mặt đạt độ rắn HRC 45 Tính ứng suất cho phép • Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] Theo bảng 7.2/148 [I] với cập vật liệu ƂpA Ж 9-4 thép tôi, ta chọn [σH] = 180 (MPa) • Ứng suất uốn cho phép [σF] Bộ truyền làm việc chiều [σFO] = 0,25×σb + 0,08×σch = 0,25×400 + 0,08×200 = 116 (MPa) Hệ số tuổi thọ 106 KFL = √푁 퐹퐸 = 9√10 푁퐹퐸 Trong NFE = 60 훴 (T 2i/T 2max)9n 2it i Với n2i, T2i số vòng quay phút momen xoắn bánh vít chế độ thứ i, ti số làm việc chế độ thứ i, T2max momen xoắn lớn trị số T2i Thay số vào, ta có NFE = 60 훴 (T /T 2i 2max) n t 2i i = 60×80,3×18781× ( 19.4 + 0,79.2 + 0,59.2) × = 4,6.107 = > KFL = √ 10 4,6.10 = 0,65 Vậy ứng suất uốn cho phép : [σF] = [σFO] KFL = 116 ì 0,65 = 75,4 (MPa) ã ng sut cho phép q tải Bánh vít đồng khơng thiếc ▪ [σH]max = 2σch = 2.200 = 400 (MPa) ▪ [σF]max = 0,8σch = 0,8.200 = 160 (MPa) Tính thiết kế Xác định aw aw = ( z2 + q ) (170/푧 [σ ])2 × (푇 퐾 /푞) √ Chọn sơ KH = 1,1 퐻 퐻 Với u = 17,45 ; chọn z1 = 2, z2 = u.z1 = 17,45 = 34,9 ; chọn z2 = 35 Tỉ số truyền thực tế um = 푧 푧1 = 35 = 17,5 Sai lệch tỉ số truyền du = 푢 푚− 푢 푢 100 = 17,5 − 17,45 17,45 100 = 0,29% ≤ 4% = > thõa mãn Tính sơ q theo công thức thực nghiệm q = 0,25.z2 = 0,25.35 = 8,75 Theo bảng 7.3/150[I] chọn q = 10 T2 = 89315,69 Nmm Khoảng cách trục sơ : aw = ( 35 + 10 ) (170/35 180)2 × (89315,69 1,1/10) = 86,71 (mm) √ Lấy aw = 95 (mm) Tính mođun m = 2aw /(z2 + q) = 2×95/(10 + 35) = 4,22 Theo bảng 7.3/150[I] chọn mođun tiêu chuẩn m = 푚 2 Tính xác khoảng cách trục : aw = ( q + z2 ) = × ( 10 + 35 ) = 112,5 Chọn aw = 115 10 ... suất cần thiết trục động điện xác định theo công thức 2.8 trang 19 [I] - Công suất cần thiết P = ct 푃 푡푡 = 0,604 0,65 = 0,93 (kW) Vì Pct công suất cần thiết trục động Điều kiện để chọn động : Pđc... có: Cơng suất trục tang quay : P1 = 7300×0,1 1000 = 0,73 (kW) v (m/s): Vận tốc xích tải F(N): sức kéo xích tải Tải trọng thay đổi theo chu kì nên ta xác định cơng suất tính tốn cơng thức sau:... bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trị định sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố