TÍNH CHỌN ĐỘNG cơ điện và PHÂN PHỐI tỷ số TRUYỀN

Họ tên: Nguyễn Đào Triều Nguyễn Tiến Thịnh Mã sinh viên 1911504110145 1911501110144 PHẦN Ⅰ: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tính chọn động điện Chọn động điện không đồng pha kiểu ngắn mạch, điệp áp 220/380V, kiểu kín a Chọn cơng suất động điện  Tính tố n ng suấ t cầ n thiết cho độ ng điện: Ta có : N=  PV 12000.0,7 = =8,4 ( KW ) 1000 1000 η=ηnối trục ηbr ηcặpbơ η xích η: hiệu suấ t chung truyền độ ng củ a hệ thố ng Chọ n: ηnối trục=1 : hiệu suấ t khớ p nố i ηbr =0,97 :hiệu suấ t truyền bá nh ră ng nghiêng ηcặpol =0,99 : hiệu suấ t cặ p ổ lă n η xích=0,91 : hiệu suấ t truyền xích Vậ y: η=1.0,97 0,99 0,91=0,82 8,4 ● Công suất cần thiết là: N ct = 0,82 =10,24(kW ) 2 Chọn công suất động điện - Độ ng đượ c chọ n phả i có ng suấ t số vò ng quay đồ ng thỏ a mã n điều kiện: - N dc ≥ N ct Xá c định sợ số vò ng quay củ a trụ c: nlv = 60.1000 v 60.1000 0,7 vòng = =55,73( ) π.D 3,14.240 phút ● Tra bảng 2.4 ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp: i br =4 ,i ngồi=i xích=4 ● Số vịng quay sơ bộ: vòng ) phút vòng ● Chọn số vòng quay đồng động cơ: n đb=1000( phút ) n sb=nlv i br i xích=55,73.4 4=891,68( vịng ● Với N ct =10,24 (kW ) n đb=1000( phút ) Kiểu động Công suất Vận tốc cosꝕ (KW) quay(vg/ph) η% T max T dn TK T dn 4A160S6Y 86 1,2 11 970 0,86  Phân phối tỷ số truyền Ta có tỷ số chung hệ thống: i chung = i hộp = ndc 970 = =17,41 nlv 55,73 i chung 17,41 = =4,35 i ngoai 4  Số vòng quay trục: Trục I (trục vào): n I =ndc =970( vòng ) phút Trục II (trục ra): n II = nI i = 970 vịng =242,5( ) phút  Cơng suất đầu vào trục:  N dc =11(kW )  Trục I: N I =N dc ηnoitruc =11.1=11( kW )  Trục II: N II =N I η capo ηbr =11.0,99.0,97=10,56(kW )  Moment trục Nđc 11 Tđc= 9,55.106 nđc = 9,55.106 970 = 108298,97 (N.mm) 11 TI = 9,55.106 ¿¿ = 9,55.106 970 = 108298,97 (N.mm) NII 10,56 TII = 9,55.106 nII = 9,55.106 242,5 = 415868,04(N.mm) Trục Thông số Động Trục І Trục ІІ Công suất (kw) 11 11 10,56 Tỷ số truyền ihộp= 4,35 Số vịng quay (v/p) Mơmen xoắn (N.mm) 970 108298,97 ingoài= 970 242,5 108298,97 415868,04 Phần II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 THIẾT KẾ CÁC BỘ TUYỀN NGỒI Chọ n loạ i xích: Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta dùng xích ống lăn  Thơng số xích truyền: * Thông số ban đầu: - Công suất: N II =10,56 (kW ) vòng - Số vòng quay: n II =242,5( phút ) - Tỉ số truyền: i xích =i ngồi=4 - Tỉ số truyền: i x =4 chọ n số ră ng đĩa nhỏ z 1=23,do số ră ng đĩa lớ n : z 2=4 23=92 - Tìm bước xích t k= kđ kA kđc ko kc kb= 0,8 Trong : Kđ= tả i trọ ng êm KA= hệ số xét đến chiều dà i xích,A=(30÷ 50)t kđc= trụ c có đĩa xích điều chỉnh đượ c ko= gó c nghiêng nhỏ 60° kc= truyền m việc ca kb= 0,8 bô i trơn liên tụ c Hệ số đĩa dẫn: k z= 25 25 = =1,09 z 23 Hệ số vòng đĩa dẫn: k n= n01 200 = =0,82 n1 242,5 Cơng suất tính tốn truyền xích: N t =N II t k z k n=¿10,56 0,8 1,09 0,82= 7,55(KW)  Vớ i n 01=200( vg ) ,bướ c xích t=25,4mm, diện tích bả n lề F=179,7mm2 , có ng p suấ t cho phép [N]=11,4 KW  Bảng 6,1 Từ bả ng tả i trọ ng phá hỏ ng : Q=50000(N),khố i lượ ng 1m xích q=2,57 kg  Số vò ng quay giớ i hạ n: n gh =1020 vg / phvớ i z 1=23 bướ c xích t=25,4mm thỏ a điều kiện: 242,5 N HO (1728.106>1,25.10 7) : k HL2 =1 N HE 1> N HO (1728 106 >1,78 107 ¿ k HL1=1 Như ứng suất tiếp cho phép : [ σ H ]=σ 0Hlim K HL / S H [ σ H ]= [ σ H ]= (2.255+70) =527,3 Mpa 1,1 (2.220+70).1 =¿463,6Mpa 1,1 Với cấp nhanh bánh trụ nghiêng, ta có: [ σ H ]= [ σ H ]+ [ σ H ] = 527,3+463,6 =495,45 Mpa Ứng suất uốn cho phép tải theo (6.10) (6.11) [σ H ]max =2,8.σ ch 2=2,8.450=1260 Mpa [σ F ]max =0,8 σ ch1=0,8.580=464 Mpa [σ F ]max =0,8 σ ch2 =0,8.450=360 Mpa c) Xác định khoảng cách trục √ a w 1=k a ( u1 +1 ) T K Hβ [σ H ] Chọna w 1=165 mm Trong đó: u1 ψ ba √ = 43.(4,35+1) 108298,97 1,2 =154.73 mm 495,452 4,35 0,4  Ka – hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại  T – mômen xoắn trục bánh chủ động, Nmm (T 1=9,55 10 NI ) nI 10 Theo bảng 6.5/96: Z M =274 ¿ Do : z ε = √ √ = =0,78 ε α 1,65 (ε b ≥ ¿ Đường kính vịng lăn bánh nhỏ: d w 1= aw 2.165 = =61,11 (mm) um +1 ( 4,4+1) Theo vận tốc vòng (6.40) V= π d w n1 =π 61,11 970/¿60000= 3,1(m/s) 60000  Với v=3.1(m/s) theo bảng (6.13) dùng cấp xác cấp Theo bảng (6.14) với cấp xác v≤ 5: K H ∝ =1,16 Theo (6.42) v H =σ H g v √ a w /u =0,002.73.3.1√ 165/4,35=2,79  Trong đó: Theo bảng 6.15, σ H =0,002, theo bảng 6.16, g0 =73 2,79.66 61,11 =¿1,04 2.108298,97 1,2 1,16 K H =K Hβ K Hα K HV =1,2.1,16 1,04=1,45 K Hv =1+v H b w d w /¿) =1+  Với 3,1< 5m/s, z v =1 với cấp xác động học  Khi cần gia cơng độ nhám là: Ra =2,5−1,25 μm z R =0,95 , v i d a b02 = 29 (mm)  Theo bảng 10.3 ta chọn: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành hộp: k =10 Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành hộp: k = Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ: k 3= 10 Chiều cao nắp ổ đầu bulông:h n= 15 (mm)  Chiều dài mayo bánh đai, bánh răng, trục І: lm13 = (1,2 ÷ 1,5).d1 = (1,2 ÷ 1,5).35 = (42 ÷ 52,5) mm chọn lm13 = lm12 = 50 (mm)  Chiều dài mayo bánh khớp lối trục П: lm22 = lmk = (1,2 ÷ 1,5).d2 = (1,2 ÷ 1,5).55 = (66 ÷ 82,5) mm chọn lm22 = lmk = 70 (mm) Xác định chiều dài ổ: + Trục І: - l12 = - lc12 = -[0,5.(lm12 + b01) + k3 + hn] = -[0,5.(50 + 21) + 10 + 15] = -60,5 (mm) 17 l13 = 0,5.(lm13 + b01) + k2 + k1 = 0,5.(50 + 21) + 8+ 10 = 53,5 (mm) l11 = 2l13 = 2.53,5 = 107 (mm) + Trục П: l21 = l11 = 107 (mm) ; l23 =l11 - l13 =53,5(mm) l22 = - lc22 = -[0,5.(lm22 + b02) + k3 + hn] = -[0,5.(70+29)+10 +15] = -74,5(mm) Xác định lực sơ đồ đặt lực: 2.T Lực vòng : F t 1=F t 2= d = 2.108298,97 =3544,97 ( N) 61,1 F a t1 tw Lực hướng tâm : F r 1=F r 2= cosβ = Lực dọc trục : Fa1 = Fa2 3544,97 Tag(20,34) =1338,24(N ) cos(10,89) = F t 1.tg= 3544,97.tg(10,89) = 682,01(N)  Trục I  Tính phản lực gối trục + Trong mặt phẳng Oyz:  Σ mAy =- F r ( L ¿ ¿ 11−L13)¿+ R BY L11+ F a R BY = d1 =0 1338,24 53,5−682,01 61,1/2 =474,39N 107 ∑ y=0 ↔−R Ay−R By + F r 1=0 R AY =1338,24 - 474,39N= 863,85N + Trong mặt phẳng Oxz:  Σ mAX = F t (L ¿ ¿ 11−L13) ¿- R Bx L11=0 R Bx= 3544,97 53,5 =1772,49 107 N ∑ x =0 ↔ R Ax + RBx −F t 1=0 R Ax =3544,97 -  M x= FT d1 = 1772,49 = 1772,49 N 3544,97 61,1 =108298,83N  Momen tiết diện lớn (10.15) M u=√ M 2uy + M 2ux=√ 46215,982 +94828,222=105490,8N 18  Đường kính chịu tải lớn (10.16) M td =√ M 2u+ 0,75 M 2x=√ 105490,82+ 0,75.108298,832 = 141155,19 Nmm  Lấy [σ ¿ =55N/mm2 (bảng 7-2/119) d1 ≥ √ √ M td 107594,29 = = 0,1.55 0,1[σ ] 29,5mm Lấy d 1=35 mm  Trục Fxichx =3577,93.cos0o = 3577,93N Fxichy = 3577,93.sin0o = N  Trong mặt phẳng Oyz: Xét Σ M cy = F r 2.53,5 + R Dy 107  R DY = Fa2 d =0 1338,24.53,5+ 682,01 268,84 =1525,9N 107  RCy = R Dy- F r 2=1525,9 – 1338,24=187,66 N  Trong mặt phẳng Oxz: Xét Σ M cx = F t 2.53,5 −R Dx 107+ F xic hx.(107+60,5) =0 19  R Dx= 3544,97 53,5+3577,93 167,5 = 107 7373,45 N  Rcx = R Dx −F t 2−F xich x= 7373,45 – 3544,97 – 3577,93 = 250,55 N  M X= F t d 3544,97 268,84 = = 476514,87N 2  Moment tiết diện lớn nhất: M u 2−2=√ 81635,972 +13404,432 = 82729,14N M u 3−3=216464,75 N  Đường kính trục: Lấy [σ ¿ =50N/mm2 (bảng 7-2/119) M td 2−2=√ 16747,432+ 0,75 476514,872= 420884,7 N M td 3−3=√ 216464,752+ 0,75 476514,872=466000,86 N d 2−2 ≥ d 3−3 ≥ √ √ 3 0,1.50 =43,83 mm 466000,86 =45,34 mm 0,1.50 chọn:d 2−2=45mm chọn:d 3−3=50mm f  KIỂM NGHIỆM TRỤC VỀ ĐỘ BỀN MỎI Với thép 45 có σ b=850 (Mpa) 20  Giới hạn uốn σ −1=0,436.σ b=0,436.850=370,6 N/mm2  Giới hạn xoắn τ −1=0,58 σ −1= 0,58 370,6 =214,95 N/mm2  Hệ số an toàn nσ nτ s = √ n2 σ +n 2τ ≥[s](1,5÷ 2,5 ¿  Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp σ −1 Sσ = k σ σ +ψ σ εσ a σ m  Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp τ−1 sτ = k σ τ +ψ τ ετ a τ m Trong ta có: σ a= M τ Mu σ m=0;τ a=τ m= x = max ; 2W W - Đối với thép cacbon trung bình: ψ σ =0,05;ψ τ =0 Các trục gia công máy tiện tiết diện quan trọng nguy hiểm yêu - cầu đạt Ra = 2,50,63 m, theo bảng 10.8 hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,1 Không dùng biện pháp tăng bền bề mặt hệ số tăng bền Ky = Theo bảng 10.12 dùng dao phay ngón, hệ số tâp trung ứng suất rãnh then ứng với vật liệu có σb = 850 Mpa Kσ = 2,22 , K = 1,72 - Theo bảng 10.10 tra hệ số σ  với đường kính tiết diện nguy hiểm từ xác K K định tỉ số ❑σ ❑ lắp căng tiết diện này, sở dùng giá trị ❑❑ σ K K lớn giá trị ❑σ tính Kσd giá trị lớn giá trị ❑ ❑❑ σ để tính Kd Momen cản uốn: Wj = d j b t (d j−t 1) − 32 2dj d j b t (d j−t ) Momen cản xoắn: Woj = − 16 2dj 21 Tính tốn hệ số an tồn với tiết diện trục: Kσ ( + K x −1) K σ = ❑σ Ky K❑ + K −1) = ❑❑ x Ky ( K❑ dj dj  Lập bảng ta có tiết diện là: W0 W (mm3 ¿ σ a= Mx 2W kσ εσ Kτ ετ Tiết diện Đường kính trục b*h 1-1 35 10*8 3566,39 7775,63 29,58 6,96 2-2 45 14*9 7611,3 16557,4 10,87 14,39 2,79 2,92 20,14 10,35 2,79 2,92 Mu W τ a= 2,66 2,85 3-3 50 14*9 10747,05 23018,9  Bảng: hệ số an toàn tiết diện: Sσ Tiết diện Sτ S 1-1 4,71 11,61 4,36 2-2 12,22 5,11 4,72 3-3 6,59 7,11 4,83 - Vậy kiểm nghiệm bền điều thỏa mãn: s ≥[s]= (1,5÷ 2,5 ¿ - Tính kiểm nghiệm độ bền then 2T σdj = d l (h−t )  [σd] = 150 Mpa t 2T cj = d l b  [c] = 6090 Mpa t lt = 1,35d d lt bxh t1 T (N.mm) σd (Mpa) c (Mpa) 35 48 10*8 108298,83 42,97 12,90 45 61 14*9 5,5 476514,87 99,19 24,79 50 68 14*9 5,5 476514,87 80,09 20,02 22 23 Phần IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC Chọn ổ lăn Trục I II có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn A: sơ đồ chọn ổ cho trục I: Hệ số có khả làm việc : Ta có: n=970 vg/phút h=10000h Q=(k v R+m A t ¿ k n k t Trong đó: m=1,5 k t=1 tải trọng tĩnh k n=1 nhiệt độ làm việc 1000 k v =1 vòng ổ quay R A =√ R2Ay + R2Ax =√ 863,852 +1772,492= 1971,79 N R B=√ R2By + R2Bx =√ 474,392 +1772,492 =1834.88N S A =1,3 R A tan β =1,3 1971,79 tan(10,89)=493,16 S B=1,3 R B.tan β =1,3 1834.88.tan(10,89)= 458,91N  Tổng lực chiều trục: At = S A - Pa 1- S B=493,16- 682,01- 458,91= -647,76 N Vậy At hướng bên trái Ta có: Q A =¿ 647,76 ).1.1= 2943,43 N= 294,343 daN C=294 , 343.(970 :10000)0,3= 37087,22 Bảng 8-7: (970 :10000)0,3=126 - Tra bảng 17P, ứng với d=35 lấy ổ có kí hiệu 36307 , C bảng=¿41000 đường kính ngồi D=80 mm, chiều rộng B=21mm B/ Sơ đồ chọn ổ trục II 24 Rc =√ R2cy + R2cx = √ 187,452+ 250,552 = 312,91 R D=√ R + R Dy Dx (N) = √ 1525,92+ 7373,452 = 7529,68 (N) Sc =1,3 Rc tan β =1,3 312,91.tan(10,89)=78,26N S D=1,3 R D.tan β =1,3 7529,68.tan(10,89)=1883,21N  Tổng lực chiều trục: At = S D+ Pa 1- SC =1883,21+682,01-78,26=2486,96N Như vậ y At hướ ng bên phả i, QC lớ n QC =¿ 2486,96).1.1=3808,7N=380,87daN C=380,87(242,5 : 10000)0,3= 380,87.83,2= 31688,38 Bảng 8-7: (242,5 : 10000)0,3=83,2 Tra bả ng 17P, ứ ng vớ i d=55 lấ y ổ có kí hiệu 36211 , C bảng=¿64000 đườ ng kính ngồ i D= 100 mm, chiều rộ ng B=21 mm Phần V: TÍNH NỐI TRỤC Chọ n nố i trụ c đà n hồ i: giả m va đậ p chấ n độ ng đề phò ng cộ ng hưở ng dao độ ng xoắ n gâ y nên bù lạ i độ lệch trụ c Momen xoắ n qua nố i trụ c M x =9,55.106 N 11 10 =9,55 n 970 =108298Nmm=108,298 Nm Momen tĩnh M t =k M x =1,4 108,298 =151,61 Nm Trong : k=1,4 : hệ số tải độ ng (bả ng 9-1/222) Theo trị số momen tĩnh ta chọ n từ bả ng 9-11/234 25 d D 34 140 d0 28 l c dc lc 82 14 33 ren z M10 Vớ i vò ng đà n hồ i + đườ ng kính ngồ i:27mm + chiều dà i tồ n vò ng lv =28mm Chọ n vậ t liệu - Nố i trụ c bằ ng gang Cy21-40 chố t làm bằ ng thép 45 thườ ng hó a, vò ng đà n hồ i m bằ ng cao su - ứ ng suấ t dậ p cho phép củ a vò ng cao su [σ d]=2 N /mm2 - ứ ng suấ t cho phép củ a chố t [σ u]=60÷80 N /mm2 kiểm nghiệm độ bền dập vòng cao su σ d= 108298 1,4 =1,31≤ [σ d] ( 140−28−14 ) 28.14 26 kiểm nghiệm sức bền uốn chốt σ u= k M X lc c 0,1 Z d D = 1,4 108298 33 =31 ≤[σ u] 0,1.6 14 98 D0 =D-d -10=140-28-14=98mm 27