THUYẾT MINH đồ án CHI TIẾT máy TÍNH CHỌN ĐỘNG cơ điện và PHÂN PHỐI tỷ số TRUYỀN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ *** THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Sinh Viên: TRẦN HOÀNG PHÚC Lớp: 221DACTM02 Mã sinh viên: 1911504110134 GVHD: Nguyễn Thái Dương PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Tính chọn động điện Chọn động điện không đồng pha kiểu ngắn mạch, điệp áp 220/380V, kiểu kín bảo vệ đặt nằm a Chọn cơng suất động điện  Tính tốn cơng suất cần thiết cho động điện: Ta có: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ PV 11000.0,8 = =8.8 ( KW ) 1000 1000 η=ηnoitruc ηbr η capô η xich=1 0,97 0,99 0,92=0,83 Suy ra: N ct = N 8,8 = =10,6 ¿KW) η 0,83 Trong đó: N: cơng suất băng tải [kW ] P: lực kéo băng tải [N] Nct: công suất cần thiết động điện [kW ] v: vận tốc băng tải [m/s] η: hiệu suất truyền động chung hệ thống ηnoitruc : hiệu suất khớp nối ηbr : hiệu suất truyền bánh η xich: hiệu suất truyền xích ηcapo : hiệu suất cặp ổ lăn  Chọn công suất động điện N đc Chọn động điện có cơng suất định mức N đc lớn hay công suất cần thiết N ct ( N đc ≥ N CT ), tiêu chẩn chọn động điện có nhiều loại thỏa mãn điều kiện - Số vòng quay tang: nlv = 60.1000 v 60.1000 0,8 vòng = ≈66,46 ( ) π.D π 230 phút Tra bảng 2.4 ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp: i br =10 i xich =4 Do số vịng quay sơ động là: n sb =nlv i c =nlv i br i xich=¿ 66, 46.10.4=2658,4 (vòng/phút) Theo bảng p1.3 Kiểu động Công suất (KW) Vận tốc quay(vg/p h) Cos φ η% T max T dn TK T dn 4A112M2 Y3 11 2907 0,9 88 b Phân phối tỷ số truyền - Ta có tỷ số chung hệ thống: i chung = - ndc 2907 = =43,74 nlv 66,46 Chọn tỉ số truyền ngồi là: i hop =14 Tính tỉ số truyền : i ngoai - i ngoai= i chung 43,74 = =3,12 i hop 14 Với tỷ số truyền i hop=14  Tỉ số truyền cấp nhanh : i nhanh=4,79  Tỉ số truyền cấp chậm : i cham=2,92 Trong đó: - i nhanh: tỷ số truyền cặp bánh trụ nghiêng cấp nhanh i cham: tỷ số truyền cặp bánh trụ thẳng cấp chậm Số vòng quay trục:  Trục I (trục vào): n I =ndc =2907( vòng ) phút  Trục II (trục trung gian): n II = nI i nhanh = 2907 vòng =606,88( ) 4,79 phút  Trục III (trục ra): n III = - n II i cham = 606,88 vòng =207,83( ) 2,92 phút Công suất đầu vào trục: N dc =11(kW )  Trục I: N I =N dc ηnoitruc =11.1=11( kW ) 2,2 1,6  Trục II: N II =N II ηcapo ηbr =11.0,99 0,97=10,56(kW )  Trục III: - N III=N II ηcapo η br=10,56.0,99 0,97=10,14 (kW ) Moment trục Nđc 11 Tđc= 9,55.106 = 9,55 = 36136,91 (N.mm) 106 nđc 2907 11 ¿ TI = 9,55.106 ¿ = 9,55.106 = 36136,91 (N.mm) 2907 NII 10,56 TII = 9,55.106 = 9,55.106 513,60 = 196355,14(N.mm) nII NIII 10,14 TI = 9,55.106 = 9,55.106 = 599572,78N.mm) nIII 161,51 Lập bảng tính tốn: Thơng số Trục i n [vòng/phút] N [kW] Moment xoắn [N.mm] Động I II ingoai = 3,12 inhanh = 4,79 III icham = 2,92 ndc =2907 nI =2907 nII = 606,88 nIII =207,83 Ndc = 11 NI =11 NII =10,56 NIII =10,14 36136,91 36136,91 196355,14 599572,78 Phần II Tính tốn thiết kế truyền A Thiết kế tuyền  Đặc điểm truyền xích : Theo nguyên lý ăn khớp, lực tác dụng lên trục nhỏ, cơng suất truyền lên tới 100 kW, khả truyền moment xoắn lớn, vận tốc truyền nhỏ, tỷ số truyền ổn định, có kích thước nhỏ gọn, kết cấu phức tạp, bảo dưỡng khó khăn, tuổi thọ lớn, giá thành cao, độ ồn cao, hiệu suất cao, có khả làm việc q tải đột ngột A Chọn loại xích: - Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta dùng xích ống lăn B Thơng số xích truyền: - Tỉ số truyền i x =3,12 chọn số rang đĩa nhỏ z 1=25,do số đĩa lớn là: z 2=3,12.25=78 - k= kđ.kA.kđc.ko.kc.kb= 1.625 Trong đó: Kđ= tải trọng êm KA= hệ số xét đến chiều dài xích,A=(30÷ 50)t kđc= trục có đĩa xích điều chỉnh ko= góc nghiêng nhỏ 60° kc= 1,25 truyền làm việc ca kb= 1,3 bơi trơn định kỳ - - cơng st tính tốn truyền xích: N t =N III k k z k n=¿10,14 1,625 1,92= 31,63(KW) + hệ số đĩa dẫn: k z= 25 25 = =1 z 25 + hệ số vòng đĩa dẫn: k n= n01 400 = =1,92 n1 207.83 có cơng suất cho phép [N]=33,3KW Với n 01=400( vg ) p ,bước xích t=31,75mm,diện tích lề F=262,2mm2 , Từ bảng ta tìm tải trọng phá hỏng là: Q=70000(N),khối lượng m xích q=3,73kg Số vịng quay giới hạn: n gh=760 vg / ph với z 1=25và bước xích t=31,75mm thỏa điều kiện: 207,83 < 760 C định khoảng cách trục A số mắt xích  khoảng cách trục A=40t=40.31,75=1270mm  số mắt xích X= ¿ ( 25+78 2.1270 78−25 31,75 + +( ) =133,27 31,75 2π 1270 Lấy số mắt xích: X=134  kiểm nghiệm va đập giây (ct6-16)  ) z + z 2 A z 2−z t + + =¿ t 2π A u= z n 25.207,83 = =2,58 15 x 15.134  Đường kính chịu tải lớn (10.16) M td =√ M 2u+ 0,75 M 2x=√ 74662,592+ 0,75.36020,392 =80917,26Nmm  Lấy [σ ¿ =50N/mm2 (bảng 7-2/119) d1 ≥ √ Lấy √ M td 80917,26 = =25,29mm 0,1.50 0,1[ σ ] d 1=28 mm Momen uốn F a gây : M a 1=F a R AY dw 40,28 =462,54 =9315,55 N N 2 a R AX Fr1 Fa1 a L23=129,5 R BY R BX Ft1 59,5 L21=189mm Z y x 16060,04 6744,49 M uy 72914,87 M ux M ux 36020,39 Mx F t 1=1788,51N R AY =267,89N F a 1=462,54N R BY =426,48 d 1=40,28mm R BX=1225,46N  Trục II R AX =563,05N Σ Mcy = F r 3.59,5- F r 129,5 - F a  R DY = 193,66 + R DY 189=0 −1530,96.59,5+ 694,37 129,5+462,54 193,66 =230,77N 189  RCY = R DY + F r 3- F r 2=230,77+1530,96-694,37 =1067,36N Σ Mcx = F t 3.53+ F t 2.108- R DX 161   R DX = 4183,55.59,5+1788,51.129,5 =2542,5N 189  RCX =- R DX+ F t + Ft 2=-2542,5+4183,55 +1788,51=3429,56N M X= F t d2 =173181,42N Moomen uốn tổng cộng M u=√ M 2uy + M 2ux - tiết diện n – n: M u n−n=√ M 2uy + M 2ux=√ 63507,922+ 204058,822 =213713.027 Nmm - tiết diện m – m: M u m−m=√ M 2uy + M 2ux=√ 31056,932+ 151278,752=154433,78 Nmm  moment tương đương M dt n−n=√ 213713,0272 +0,75.173181,422 =261088,32 Nmm M dt m−m =√ 154433,782+ 0,75.173181,422=215275,74 Nmm  đường kính trục -n-n: √ √ 261088,32 =37,37 0,1.50 215275,74 =35,04 d m−m ≥ 0,1.50 d n−n ≥ Chọn d n−n= 35 mm d m−m = 35 mm Momen uốn F a gây : M a 1=F a Rcy n dw 193,66 =462,54 =44787,74 N N 2 R Dy Ft2 Fr3 Rcx Fr2 Ft3 R Dx n m l 22=59,5 l 23 =129,5 l 2=189 63507,92 31056,93 M uy M uy 13730,8 M ux M ux 204058,82 173181,42 151278,75 Mx R Dy=230,77N R Dx=2542,5N F r 3=1530,96N F t 3=4183,55N F a 2=462,54N F t 2=1788,51N F r 2=694,37N  Trục Tính phản lực gối trục lực tác dụng lên trục (cT 6-17) Fxích = R=k t P= 6.10 k t ℵ 6.107 1,15 10,14 = 25.31,75 207,83 =4241,26N ztn Xét ΣM Ey= F x 75,5+ F r 59,5 - R FY 189=0 4241,26 75,5+1530,96 59,5 =2176,22N 189  R EY = F x −F r + R FY =4241,26−1530,96 + 2176,22=4886,52N  R FY = Xét ΣM Ex=−F t 59,5+ R Fx 189=0 4183,55.59,5 =1317,04N 189  R Ex=−R Fx+ F t =-1317,04+4183,55 =2866,51N F t 259  M X= =541769,72Nmm  R Fx= Moment tiết diện lớn nhất: M u i−i= F x 75,5=320215,13Nmm M u o−o =√ 281820,492 +170556,682 =329412,15Nmm Đường kính trục: M td i−i=√ 320215,132+ 0,75 541769,722=320215,76Nmm M td o−o =√ 329412,152+ 0,75 541769,722=568043,61Nmm √ √ d i−i ≥ 320215,76 =40,008mm chọn dolan3 =di-i = 40 0,1.50 d o −o ≥ Fx 568043,61 =48,43mm trục có rãnh then nên chọn do-o = 45 0,1.50 R EY R EX i o X R FX Y Fr4 i 67 Z Ft4 53 o 108 R FY M uY 281820,49 320215,13 170556,68 M ux M ux 541769,72 Mx Bảng tổng hợp đường kính trục: Trục Đường kính lắp Đường kính lắp Đường kính lắp bánh ổ lăn bánh khớp nối, bánh xích 28 25 35 30 45 40  KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN MỎI  Với thép 45 có σ b=600 (Mpa) - Giới hạn uốn σ −1=0,45.σ b=0,45.600=270N/mm2 - Giới hạn xoắn τ −1=0,2.σ b=0,25.600=150 N/mm2  Hệ số an toàn nσ nτ n= √ n + n ≥ [n](1,5÷ 2,5 ¿ σ τ - Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp σ−1 n σ= k σ σ +ψ σ εσ β a σ m - Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp τ−1 n τ= K τ τ +ψ τ ετ β a τ m - Trong ta có: M τ Mu σ m=0;τ a=τ m= x = max ; β=1 ; 2W W kσ Tỷ số ε tra bảng (7-10/128) σ Kτ Kσ Ta có: ε =1+0,6( ε -1) τ σ Đối với thép cacbon trung bình: ψ σ =0,1;ψ τ =0,05 σ a= - 20 35 - Lập bảng ta có tiết diện là: W0 Mu W Mx 2W kσ εσ Kτ ετ Tiết diện Đường b*h kính trục W (mm3 ¿ a-a 28 8*7 1855 4010 18,61 4,49 2,6 1,81 n-n 35 10*8 3660 7870 58,39 11,02 2,6 1,96 m-m 35 10*8 3660 7870 42,19 11,02 2,7 2,02 i-i 45 14*9 7800 16740 41,05 32,36 2,8 2,08 o-o 45 14*9 7800 16740 42,23 32,36 2,9 2,14 σ a= τ a= - Bảng: hệ số an toàn tiết diện: Tiết diện nσ nτ n a-a 5,5 17,84 20,30 n-n 1,77 6,72 4,08 m-m 2,36 6,53 5,1 i-i 2,34 2,16 2,3 o-o 2,19 2,102 2,22 Vậy kiểm nghiệm bền điều thỏa mãn: n≥[n]  Tính then: - Bảng 7-20,7-21/142 ta có: [σ ]d =150 N / mm2 [τ ]c =120 N /mm - Kiểm nghiệm bền dập(7-11/139) σ d= 2M x ≤[σ ]d ' dkl - Kiểm nghiệm độ bền uốn τ c= 2M x ≤[τ ]c ' dbl B - Tra bảng 7-23 tính kiểm nghiệm ta bảng sau: Đường kínhb trục lắp then σd τc h Trên Trên k≈ trục lỗ 3,1 3,5 19,44 8,5 Trục II 35-35 10 4,5 3,6 4,2 49,86 20,94 Trục III 14 4,1 79,27 28,31 Trục I 28 45-45 Phần IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC Chọn ổ lăn - Trục I II có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn, trục III chọn ổ bi đỡ A: sơ đồ chọn ổ cho trục I: - Hệ số có khả làm việc : Ta có: n=2907vg/phút h=20000h Q=(k v R+m A t ¿ k n k t Trong đó: m=1,5 k t=1 tải trọng tĩnh (836,2)2 k n=1 nhiệt độ làm việc 1000 k v =1 vòng ổ quay R A =√ R2Ay + R2Ax =623,53N R B=√ R2By + R2Bx =1297,55N S A =1,3 R A tan β =1,3.623,53.tan(14,5’)=209,63N S B=1,3 R B.tan β =1,3.1297,55.tan(14,5’)=436,24N Tổng lực chiều trục: At = S A - Pa 1- S B=209,63-464,03 Như Ta có: At – 436,24=-690,54N hướng bên trái Q A =¿ 690,54).1.1=1659,34N=165,934daN C=165,934( 2907 : 20000)0,3 =36339,546 Bảng 8-7: (2907 :20000)0,3=219 Tra bảng P2.11, ứng với d = 25 lấy ổ có kí hiệu 7305, c = 29,6, đường kính D= 62 mm, chiều rộng B = 17 mm B: sơ đồ chọn ổ trục II Rc =√ R2cy + R2cx =3591,81N R D=√ R2Dy + R2Dx=2552,95N Sc =1,3 Rc tan β =1,3 3591,81.tan(14,5’)=1207,57N S D=1,3 R D.tan β =1,3 2552,95.tan(14,5’)=858,309N Tổng lực chiều trục: At = S D+ Pa 1- SC =858,309+464,03-1207,57=114,769N Q D=¿ 114,769).1.1=1030,46N=103,046daN C=103,046(606,88 :20000)0,3=13911,21 Bảng 8-7: (606,88 : 20000)0,3=135 Tra bảng P2.11, ứng với d = 30 lấy ổ có kí hiệu 7306, c = 40, đường kính ngồi D = 72 mm, chiều rộng B= 19 mm C: Sơ đồ chọn ổ cho trục III R E=√ R2Ey + R2Ex=5675,38N R F=√ R2Fy + R2Fx=2543.72N Tính cho gối đỡ E có lực R E lớn.tính c theo cơng thức 8.1 Qtheo cơng thức 8.2 A=0 nên Q= R E=567,538daN n=145,56 Bảng 8-7: (207,83 :20000)0,3=95,5 C=567,538(207,83.20000)0,3=54199,879 Tra bảng P2.7, ứng với d = 40 lấy ổ có kí hiệu 308, c = 31,9; đường kính ngồi D = 90 mm, chiều rộng B = 23 mm Bảng ổ chọn Trục Ký hiệu ổ d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) C o(kN) 7305 25 62 17 29,6 20,9 7306 30 72 19 40 29,9 308 40 90 23 31,9 21,7 Phần V: TÍNH NỐI TRỤC - Chọn nối trục đàn hồi: giảm va đập chấn động đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây nên bù lại độ lệch trục Momen xoắn qua nối trục M x =9,55.106 N 11 106 =9,55 n 2907 =36136,91Nmm=36,1369Nm Momen tĩnh M t =k M x =1,2.36,1369=43,36Nm Trong đó: k=1,2 (bảng 9-1/222) Theo trị số momen tĩnh ta chọn từ bảng 9-11/234 d0 d D 20 80 20 l c 41 dc 10 l0 19 ren z M8 - Với vòng đàn hồi + đường kính ngồi:80mm + chiều dài tồn vịng lv =15mm Chọn vật liệu - Nối trục gang Cy21-40 chốt làm thép 45 thường hóa, vịng đàn hồi làm cao su - ứng suất dập cho phép vòng cao su [σ d]=3 N /mm2 - ứng suất cho phép chốt [σ u]=60÷80 N /mm2 kiểm nghiệm độ bền dập vòng cao su σ d= 2.36136,9 1,2 2,9 ≤[σ d] ( 80−20−10 ) 15.10 kiểm nghiệm sức bền uốn chốt σ u= k M X lc c 0.1 Z d D0 = 1,2.36136,9.19 =41,19≤ [σ u] 0,1.4 103 50 D 0=D-d -10=80-20-10=50mm PHẦN VI: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC Xác định kích thước phần tử của vỏ hợp đúc bằng gang Tên gọi Chiều dày: Thân hộp δ Biểu thức tính tốn δ = 0,03a+3 = 0,03.170+3 = 8,1mm Chọn δ = 8mm Nắp hộp δ Gân tăng cường : Chiều dày e δ = 0,9δ = 7,2 Chọn δ = 7mm e = (0.8÷ 1)δ = Chiều cao h h < 58 Độ dốc Khoảng 20 Đường kính: Bulơng nền: d d1 > 0,04a + 10 = 16,8 Chọn d1 = 17 Bu lông cạnh ổ: d2 d2 = (0,7÷0,8) d1 = (11,9÷ 13,6) Chọn d2 = 12 Bulơng ghép bích nắp thân: d3 Vít ghép nắp ổ: d4 Vít ghép nắp cửa thăm: d5 d3 = (0,8 ÷ 0,9) d2 = (9.6÷ 10,8) Chọn d3 = 10 d4 = (0,6 ÷ 0,7) d2 = (7,2÷ 8,4 ) Chọn d4 = d5 = (0,5 ÷ 0,6) d2 = (6÷ 7,2) Chọn d5 = Mặt bích ghép nắp thân Chiều dày mặt bích thân hộp S3 S3 = (1,4 ÷ 1,8) d3 = (14 ÷ 18) Chọn S3 = 17 Chiều dày bích nắp hộp S4 S4 = (0.9 ÷ 1) S3 = (15,3÷ 17) Chọn S4 = 16 Bề rộng bích nắp thân K3 K3 = K2 - (3 ÷ ¿ Chọn K3 = 34 Kích thước gối trục: Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 K2 = E2 +R2 + (3÷ 5) Chọn K2 = 38 Tâm lỗ bulong cạnh ổ: E2 C R2 = 1,3d2 = 15,6 Chọn R2 = 15 E2 = 1,6d2 = 19,2 Chọn E2 = 19 Chiều cao h h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulong kích thước mặt tựa Mặt đế hộp: Chiều dày: có phần lồi Dd, S1, S2 Dd xác đinh theo đường kính dao kht S1 = (1,3 ÷ 1,5)d1 = (22,1 ÷ 25,5) Chọn S1 = 25 Bề rộng mặt đế hộp K1 q S2 = (1 ÷ 1,1)d1 = (17 ÷ 18,7) Chọn S2 = 18 K1 = 3d1 = 51 q ≥ K1+2δ = 51+2x8 = 67 Khe hở chi tiết Giữa bánh với thành hơp ∆ ≥ (1÷ 1,2 )δ = (8 ÷ 9,6) Chọn ∆=¿ Giữa đỉnh bánh với đáy hộp ∆ ≥ δ Chọn ∆ = 10 ∆ ≥ (3÷ )δ = (24÷ 40) Chọn ∆ = 30 Giữa mặt bên bánh vớinhau Số lượng bulông Z Z= PHẦN VII: BƠI TRƠN, CHE KÍN HỘP GIẢM TỐC + Phương pháp bơi trơn: vận tốc vịng v 135; độ nhớt Engle > 15 + Tra bảng 18.13 tài liệu [3] ta dùng dầu ôtô máy kéo AK – 15 để bôi trơn + Chọn dầu mỡ bôi trơn cho ổ lăn + Khi ổ lăn bôi trơn kỹ thuật khơng bị mài mịn chất bôi trơn giúp tránh không để chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với Ma sát ổ lăn giảm, khả chống mài mòn ổ tăng lên, khả tản nhiệt tốt hơn, giảm tiếng ồn, bảo vệ bề mặt không bị han rỉ + Chất bôi trơn lựa chọn dựa nhiệt độ làm việc số vòng quay ổ Mỡ bơi trơn có nhiều ưu điểm dầu giữ ổ dễ hơn, làm việc lâu hơn, độ nhớt bị thay đổi nhiệt, tránh cho ổ khỏi tạp chất độ ẩm Chính ta chon mỡ để bơi trơn ổ lăn + Tra bảng 15.15.tài liệu [3] chọn loại mỡ LGMT2 Loại đặc biệt thích hợp cho loại ổ cỡ nhỏ trung bình, điều kiện làm việc cao hơn, T có tính chịu nước tốt chống gỉ cao Để bôi trơn, mỡ cho vào chiếm 2/3 khoảng trống phận ổ PHẦN VIII: LỰA CHỌN KIỂU LẮP CHO CÁC MỐI GHÉP Bảng dung sai lắp ghép Vị trí lắp Kiểu Lắp Bánh - trục H7 : Lắp trung gian k6 Bọc chắn dầu - trục D10 : Lắp có độ hỡ k6 Ổ lăn - trục K6 Vỏ hộp - ổ lăn H7 Then - trục N9 : Lắp có độ dơi h9 Đai - trục H7 : Lắp trung gian js