Thiết kế truyền động cơ khí

Thiết kế truyền động cơ khí

Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== Đồ án Thiết kế truyền động cơ khí Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 1 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== Mục lục Đồ án 1 Thiết kế truyền động cơ khí 1 Mục lục 2 Lời nói đầu 5 Đề số 11 : Thiết kế hệ truyền dẫn cơ khí của hệ thống băng tải theo sơ đồ sau 6 CÁC SÔ LIỆU CHO TRƯỚC : 6 PHẦN 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 6 I.Xác định công suất động cơ : 7 1. Công suất làm việc : 7 2. Công suất của động cơ : 7 II.Xác định tốc độ động cơ : 8 1. Tốc độ làm việc của trục tang : 8 2. Tốc độ yêu cầu của động cơ 8 3. Chọn động cơ điện : 8 3.1. Công suất định mức của động cơ : 8 3.2. Chọn loại động cơ điện tiêu chuẩn : 8 3.3. Kiểm tra động cơ điện : 9 a)Kiểm tra thời gian khởi động 9 b)Kiểm tra mô men mở máy 10 4. Phân phối tỷ số truyền : 10 4.1. Tỷ số truyền : 10 4.2. Công suất truyền trên các trục 11 4.3. Tốc độ quay trên các trục 11 4.4. Mô men xoắn trên các trục 12 PHẦN 2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG 13 (ĐAI _ BÁNH RĂNG) 13 Thiết kế truyền động đai : 13 1.Chọn loại đai : 13 2.Xác định đường kính bánh đai : 13 3.Sơ bộ chọn khoảng cách trục Asb : 14 4.Xác định chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A : 14 5.Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai : 15 6.Xác định số đai cần thiết (z) : 15 7.Xác định kích thước bánh đai : 16 8.Xác định lực tác dụng lên trục : 16 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 16 2.Xác định ứng suất cho phép 17 a)Ứng suất tiếp xúc cho phép: 17 b)Ứng suất uốn cho phép 18 c)Ứng suất quá tải cho phép 18 3.Chọn sơ bộ hệ số quá tải trọng 19 4.Chọn hệ số chiều rộng bánh răng 19 Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 2 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== 5.Xác định khoảng cách trục A 19 6.Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng 19 7.Xác định chính xác khoảnh cách trục A 19 8.Xác định mô đun , số răng , chiều rộng và góc nghiêng răng của bánh răng 20 9.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 20 11.Xác định các thông số hình học của bộ truyền 21 12.Tính lực tác dụng 21 Thiết kế cặp bánh răng cấp chậm 22 1.Chọn vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện bánh răng 22 2.Xác định ứng suất cho phép 22 3.Chọn sơ bộ hệ số quá tải trọng 24 4.Chọn hệ số chiều rộng bánh răng 24 5.Xác định khoảng cách trục A 24 6.Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng 24 7.Xác định chính xác khoảnh cách trục A 25 8.Xác định mô đun , số răng , chiều rộng và góc nghiêng răng của bánh răng 25 9.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 25 11.Xác định các thông số hình học của bộ truyền 27 12.Tính lực tác dụng 27 II.KIỂM TRA BÔI TRƠN 27 PHẦN 3 :THIẾT KẾ TRỤC 27 1.Chọn vật liệu 28 2.Tính sơ bộ trục 28 3 . Tính gần đúng 28 a . Chọn sơ bộ ổ 28 b . Phác thảo kết cấu hộp giảm tốc 29 - Trục II : 30 Trục IV: 33 4 . Kiểm nghiệm trục 35 a . Định kết cấu 35 b . Kiểm nhiệm trục theo hệ số an toàn 36 c . Kiểm nghiệm trục về quá tải 38 d . Kiểm nghiệm trục về độ cứng 39 PHẦN 4 : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 40 I . Gối đỡ trục II 40 1 . Chọn loại ổ lăn : 40 2 . Xác định tải của ổ 40 3 . Chọn kích thước ổ lăn 41 II . Gối đỡ trục III 41 1 . Chọn loại ổ lăn : 41 2 . Xác định tải của ổ 41 3 . Chọn kích thước ổ lăn 41 III . Gối đỡ trục IV 42 1 . Chọn loại ổ lăn : 42 2 . Xác định tải của ổ 42 3 . Chọn kích thước ổ lăn 42 PHẦN 5 :THIẾT KẾ KHỚP NỐI 43 1 . Chọn kiểu loại lối trục 43 2 . Xác định mô men xoắn tính toán 43 3 . Chọn và kiểm tra trục tiêu chuẩn 43 Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 3 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== 4 . Kiểm nghiệm điều kiện xoắn của ống và điều kiện bền cắt của chốt 44 a. Bu lông: 44 b. Then bằng: 45 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đắc Thinh Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 4 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== Lời nói đầu Hệ thống truyền động cơ khí có một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế, nó được sử dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp và phục vụ đời sống hằng ngày. Được học môn Đồ án thiết kế truyền động cơ khí để em tiếp xúc tìm hiểu đi vào thiết kế thực tế một hệ thống truyền động cơ khí cũng là cơ hội để em củng cố lại kiến thức và học thêm phương pháp làm vệc khi tiến hành công việc thiết kế. Tập thuyết minh này chỉ dừng lại ở việc thiết kế, chưa thực sự có tính tối ưu trong việc thiết kế các chi tiết máy, và chưa thực sự mang tính kinh tế cao do kiến thức hạn chế của người thiết kế.Do lần đầu tiên làm đồ án thiết kế nên chắc chắn không tránh khỏi những sai xót, hạn chế rất mong được sự thông cảm của quí thầy. Em xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy đã tạo điều kiện cho em được học môn này. Đặc biệt,em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Hùng Thắng đã giúp em hoàn thành môn học này. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY O0O THIẾT KẾ ĐỀ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 5 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== Đề số 11 : Thiết kế hệ truyền dẫn cơ khí của hệ thống băng tải theo sơ đồ sau . CÁC SÔ LIỆU CHO TRƯỚC : Lực vòng định mức trên tang : P = 19.4 ( KN ). Vận tốc vòng băng tải : V = 0,59 ( m/s ). Đường kính tang : D = 390 ( mm ) . Thời gian làm việc : 7 năm x 260 ngày x 01 ca x 06 giờ . Tính chất tải trọng : Tĩnh . Điều kiện làm việc : Tĩnh tại với mạng điện công nghiệp _ 220V/380V . PHẦN 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 6 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== I. Xác định công suất động cơ : 1. Công suất làm việc lv N : Do tính chất tải trọng không thay đổi. Ta có : lv N = 1000 PV = 446,11 1000 59,0.10.4,19 3 = (kw) . Trong đó : P = 19,4.10 3 - Lực vòng định mức trên tang ( N ) . V = 0,59 - Vận tốc vòng băng tải ( m/s ). 2. Công suất của động cơ ycđc N : Xác định theo công thức : ycđc N = η ht lv N Trong đó η ht là hiệu suất chung của hệ thống truyền động . Ta có : η ht = η đai . η br . η tđ . η kn . η bt . η 4 ô . Trong đó : η đai = 0,96 Hiệu suất bộ truyền đai. η br = 0,97 Hiệu suất một cặp bánh răng. 98,0 2 2 1 1 21 1 1 = + + == ∑ ∑ = = ηηη η NN NN N N k i i i k i i td (Do 2 cặp bánh răng này nhận công suất từ trục II thông qua cặp bánh răng trụ thẳng nên: NN 21 = và chọn 98,0 21 == ηη - Hiệu suất tương đương của hai cặp bánh răng nối song song nhau). ≈ η kn 1 Hiệu suất khớp nối. η bt = 0,88 Hiệu suất băng tải. η ô = 0,99 Hiệu suất cặp ổ lăn. Các giá trị của η i được tra theo tiêu chuẩn (Bảng 1[1]). 77,099,0.88,0.1.98,0.97,0.96,0 4 ≈=⇒ η ht Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 7 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== ycđc N = 77,0 446,11 = 14,86 ( kw ) . II. Xác định tốc độ động cơ : 1. Tốc độ làm việc của trục tang lv n : Xác định theo công thức : lv n = D V . .10.6 4 π = 89,28 390.14,3 59,0.10.6 4 = ( v/ph ) Trong đó : V = 0,59 là vận tốc vòng băng tải ( m/s ) . D = 390 là đường kính tang ( mm ) . 2. Tốc độ yêu cầu của động cơ ycđc n . Là tốc độ quay của trục động cơ . ycđc n = i ht . lv n Với i ht là số truyền chung của hệ thống . Tỉ số truyền trung bình của bộ truyền đai thang 62 ÷= i đ . Hộp giảm tốc 2 cấp tách đôi có khả năng làm việc tốt với tỉ số truyền trong khoảng 258 ÷= i h . Chọn tỉ số truyền sơ bộ: 6.2= i đ và 19= i h ⇒ i ht = i đ .i h = 2,6.19 = 49,4. Vậy vận tốc quay sơ bộ của động cơ là : ⇒ sb n = 28,89.49,4 = 1427,166 ( v/ph ). 3. Chọn động cơ điện : 3.1. Công suất định mức của động cơ dm N : đm N Phải thoả mãn điều kiện : đm N ≥ ycđc N = 14,86 ( kw ) . 3.2. Chọn loại động cơ điện tiêu chuẩn : Ta chọn động cơ thoả mãn 2 điều kiện sau : Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 8 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== đc n ≈ 1427,166 ( v/ph ) vận tốc sơ bộ của động cơ. đm N ≥ 14,86 ( kw ) . ⇒ Ta chọn động cơ điện không đồng bộ roto kiểu lồng sóc mômem mở máy lớn, sử dụng mạng điện công nghiệp 220 v /380 v mang số hiệu KĐ 72 – 4 có các thông số kỹ thuật sau đây (tra bảng 3[1]): + Công suất : 20 (Kw). + Vận tốc quay : 1460 (v/ph). + Hệ số cos ϕ =0.88. + Mômem bánh đà của roto GD 2 : 1.5 (kg/m 2 ) + Trọng lượng : 280 (kg). 3.3. Kiểm tra động cơ điện : a) Kiểm tra thời gian khởi động kd t . Theo điều kiện : kd t = [ ] .)53( giâyt MM BA kd đmm ÷=≤ − + Trong đó : m M là mô men mở máy của đông cơ . đm M là mô men định mức của đông cơ. m M = đm đm mđmm n N M .10.55,9 6 ββ = đm m m M M = β là hệ số mô men mở máy và được tra theo tiêu chuẩn. Tra bảng 3[1] ta có : m β = 1,3. ⇒ m M = 1,3. 4,170068 1460 20.10.55,9 6 = (Nm). ⇒ 9.130821 3,1 == m dm M M (Nm). + Mà A = 57,58 77,0.1460 59,0.10.4,19.75,9 75,9 232 ≈= × htđc ma n VP η . B = 6,87 25 1460.5,1 25 . 2 == dc nGD . ⇒ kd t = ).(10.65,3 10.13,010.17,0 6,8757,58 3 66 s − ≈ − + Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 9 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== ⇒ kd t < [ ] kd t = 3 5 ÷ (s). ⇒ Thoả mãn điều kiện thời gian khởi động . Trong đó : P max = 19400 Lực căng trên dây cáp (N). V = 059 Vận tốc kéo cáp trên tang (m\s). N = 1460 Tốc độ động cơ (vòng\phút). ht η = 0,77 Hiệu suất hệ thống. GD 2 = 1,5 Mômem bánh đà của động cơ (kgm 2 ). b) Kiểm tra mô men mở máy m M . Theo điều kiện : m M > c M Với c M là mô men cản ban đầu . c M = đt MM + ( đ M , t M lần lượt là mô men động và mô men tĩnh ) . t M = 2 . D P ma× = 19,4.10 3783 2 10.390 . 3 3 = − ( Nm ) . đ M =         + × t ma n VP GD η δ . 5,36 . 2 2 2 . kd t n .5,37 = = )(91027 10.65,3.5,37 1460 . 77,0.1460 59,0.10.4,19.5,36 5,1.25,1 32 23 Nm =         + − ⇒ c M = 3783 + 91027 = 94810 ( Nm ). ⇒ m M = 170068,4 (Nm) > c M ⇒ Thoả mãn . ⇒ Vậy ta chọn động cơ (ĐC 74-4 ) , có các thông số sau : Kiểu động cơ dm N ( KW ) dm n ( v/ph ) cos ϕ dm m M M dm ma M M × 2 GD (kg. 2 m ) Trọng lượng(kg) DK 72_4 20 1460 0,88 1,3 2,3 1,5 280 4. Phân phối tỷ số truyền : 4.1. Tỷ số truyền : Tỷ số truyền chung : i = 54,50 89,28 1460 ≈= lv đc n n Mà i ht = h đ i i . Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 10 ================ [...]... số động lực học các cấp của hệ truyền dẫn : Trục i N ( kw ) n (v/ph ) Mx (N.mm) Trục Ι 4 14,86 1460 97200 Trục II Trục III 3,55 14,12 561,5 240185 13,56 127,6 1014858 Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy ================ Trục IV 3,55 13,58 29 4332307 Trục V 1 11,46 29 3774305 12 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== PHẦN 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG (ĐAI _ BÁNH RĂNG) Thiết kế truyền động. ..Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== ih = i1.i2 i3 là tỷ số truyền hộp giảm tôc i đ là tỷ số truyền của bộ truyền động đai - Chọn tỷ số truyền của truyền động đai iđ =2,6 Mà : iht = iđ ih = 50.54 ⇒ ih = 50,54/2,6 ≈ 19,43 Hộp giảm tốc cấp chậm tách đôi chọn in = ic = ih... kia Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh Truyền động bánh răng trụ được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế tạo máy và cơ khí Nó có các ưu điểm nổi bật như: Khả năng tải lớn, kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tỉ số truyền ổn định, làm việc tin cậy và tuổi thọ cao -Các bộ truyền động bánh răng có các thông số kĩ thuật chủ yếu sau Z 1 , Z 2 - số răng bánh dẩn và bị dẫn i= n1 Z 1 = tỉ số truyền động. .. cos100 II KIỂM TRA BÔI TRƠN PHẦN 3 :THIẾT KẾ TRỤC Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy ================ 27 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== Trình tư thiết kế: 1.Chọn vật liệu -Chon thép C45 tôi cải thiện Đường kính d = 100 mm σ ch = 400( N / mm 2 ) σ b = 750( N / mm 2 ) HB = 220 2.Tính sơ bộ trục d sb = C.3 N n -Trong đó : N _ là công suất truyền ( KW ) n_ là số vòng quay của trục... vòng cơ sở m= t - Mô đun ăn khớp π b - chiều rộng bánh răng β - góc nghiêng cuả răng, bánh răng thẳng β = 0 Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy ================ 16 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== ξ1 , ξ 2 - hệ số dịch dao trên bánh dẫn và bánh bị dẫn A - khoảng cách trục h - là chiều cao răng De - đường kính vòng đỉnh răng Di - đườmg kính vòng chân răng α - góc ăn khớp Trình tự thiết. .. p2 = 2.M x 2.240185 = = 5056,5 ( N ) d 95 - Lực hướng tâm p r : pr1 = pr 2 = p.tgα = 5056,5.tg 200 = 1840,4 ( N ) Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy ================ 21 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== Thiết kế cặp bánh răng cấp chậm 1 Chọn vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện bánh răng Bánh dẫn 1 Bánh bị dẫn 2 Vật liệu C45 C35 2 P nhiệt luyện Thường hóa Thường hóa Độ cứng... Chế Tạo Máy ================ 13 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== Kiểm nghiện vận tốc đai : V= πD1n1 π 200.1460 = ≈ 15,28 (m\s) < ( 30 ÷ 50 ) m\s 6.10 4 6.10 4 Tính đường kính bánh đai lớn D2 : D2 = i.D1 (1 - ξ ) = 2,6.200.( 1 – 0,02 ) = 509,6 (mm) Trong đó : D1 – Đường kính bánh dẫn (mm) D2 – Đường kính bánh bị dẫn (mm) i – tỉ số truyền động đai i = iđ = 2,6 ξ - Hệ số trượt (đối... mm ; D = 100 mm d sbIII = 60 mm ; B3 = 31 mm ; D = 130 mm Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy ================ 28 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== d sbIV = 95 mm ; B4 = 45 mm ; D = 200 mm d sbV = 90 mm ; B5 = 40 mm b Phác thảo kết cấu hộp giảm tốc - Các thống số cơ bản: + Khoảng cách từ chi tiết quay tới thành trong của hộp a = 10 mm + Khoảng cách giữa các chi tiết quay c = 10 mm... ================ 24 Đồ án thiết kế truyền động cơ khí =================== ⇒ Căn cứ vào V = 0,67 m/s tra bảng 31[1] chọn cấp chính xác chế tạo là cấp 9 7 Xác định chính xác khoảnh cách trục A - Xác định chính xác hệ số tải trọng K: K = K tt K d Vì : HB < 350 , V . Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== Đồ án Thiết kế truyền động cơ khí Nguyễn Đắc Thinh – 48 Chế Tạo Máy. 1 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== Mục. Tạo Máy. 12 ================ Đồ án thiết kế truyền động cơ khí. =================== PHẦN 2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG (ĐAI _ BÁNH RĂNG) Thiết kế truyền động đai : 1. Chọn loại đai : Đai hình. đời sống hằng ngày. Được học môn Đồ án thiết kế truyền động cơ khí để em tiếp xúc tìm hiểu đi vào thiết kế thực tế một hệ thống truyền động cơ khí cũng là cơ hội để em củng cố lại kiến thức và