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[.]

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

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1 Tính chọn động cơ điện

Chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu ngắn mạch, điệp áp 220/380V, kiểukín hoặc bảo vệ và đặt nằm

a Chọn công suất động cơ điện

 Tính toán công suất cần thiết cho động cơ điện:

η: hiệu suất truyền động chung của hệ thống η noitruc: hiệu suất khớp nối.

η br: hiệu suất bộ truyền bánh răng. η capo: hiệu suất của một cặp ổ lăn.

η xich: hiệu suất bộ truyền xích.

 Chọn công suất động cơ điện N đc

Chọn động cơ điện có công suất định mức N đc lớn hơn hay bằng công suất

cần thiết N ct (N đc ≥ N CT), trong tiêu chẩn chọn động cơ điện có nhiều loại thỏa

mãn điều kiện này.

- Số vòng quay của tang:

Cos

φ η % T T max dn T T dn K

- Chọn tỉ số truyền ngoài là: i hop=14

- Tính tỉ số truyền ngoài : i ngoai

i ngoai=i chung

i hop = 43,74

14 =3,12

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 của cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh.

i cham: tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm.

i ingoai = 3,12 inhanh = 4,79 icham = 2,92

Moment xoắn

Phần II

Tính toán thiết kế các bộ truyền

A Thiết kế các bộ tuyền ngoài

 Đặc điểm bộ truyền xích : Theo nguyên lý ăn khớp, lực tác dụng lên trục nhỏ, công suất truyền có thể lên tới 100 kW, khả năng 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 năng làm việc quá tải đột ngột

A Chọn loại xích:

- Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta dùng xích ống con lăn

B Thông số của xích và bộ truyền:

- Tỉ số truyền i x=3,12 chọn số rang đĩa nhỏ z1=25 ,do đó số răng đĩa lớn là: z2=3,12.25=78

- k= k đ k A k đc k o k c k b = 1.625

- Trong đó:

- K đ = 1 tải trọng êm

- K A = 1 hệ số xét đến chiều dài xích,A=(30÷50)t

- k đc = 1 trục có đĩa xích điều chỉnh được

- k o = 1 góc nghiêng nhỏ hơn 60°

- k c = 1,25 bộ truyền làm việc 2 ca

- k b = 1,3 bôi trơn định kỳ

k n=n01

n1 = 400 207.83=1,92

có công suất cho phép [N]=33,3KW Với n01=400( vg p ) ,bước xích

t=31,75mm,diện tích bản lề F=262,2mm2,

Từ bảng trên ta tìm được tải trọng phá hỏng là: Q=70000(N),khối lượng 1

m xích q=3,73kg

Số vòng quay giới hạn: n gh =760 vg/ phvới z1=25 và bước xích t=31,75mm thỏa điều kiện: 207,83 < 760

Với bảng trên ta chọn [u]=25 thỏa điều kiện u≤[u]

A tính toán bộ truyền bánh răng

a) chọn vật liệu

 theo bảng 6.1 chọn:

 bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 285 có

N HE2 =N HE1 =60cnt Σ=60.1.2907.20000=3,4884.10 9

Với: c, n,t lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong một phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

Ta có: N HE 2 >N HO2 ( 3,4884.109>1,1 107) do đó: k HL2=1

N HE1 >N HO1 (3,4884 10 9 >1,39.10 7 ¿ do đó k HL1=1Như vậy ứng suất tiếp cho phép :

[σ H]=σ Hlim0 K HL /S H

[σ H 1]= 530.11,1 =481,9 Mpa

[σ H 2]= 500.11,1 = ¿454,6MpaVới cấp nhanh bánh trụ răng nghiêng, ta có

[σ H]=[σ H 1]+[σ H2]

2 = 481,9+454,62 =468,25 Mpa

- ứng suất uốn cho phép khi quá tải theo (6.13) và 6.14)

[σ H]max =2,8.σ ch2 =2,8.450=1260 Mpa [σ F1]max =0,8 σ ch1 =0,8.580=464 Mpa [σ F2]max =0,8 σ ch2 =0,8.450=360 Mpa

¿116,79mm

Chọna w 1 =117 mm

Trong đó:

Ka – hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

T – mômen xoắn trên trục bánh chủ động, Nmm (T1=9,55 10 6. N I

n I)

u – tỉ số truyền

[σ H]– ứng suất tiếp xúc cho phép, Mpa

K Hβ– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành khi tính về tiếp xúc

ψ ba– hệ số quan hệ giữa chiều rộng vành răng bw và khoảng cách trục aw.( chọn từ 0,3 – 0,5)

Ta có: k a=43

Ta có:ψ ba=0,4 (vị trí bánh răng vàổ không đối xứng)

Theo bảng 6.5/96: Z M=274 ¿

Theo công thức 6.35/105 góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

tg β b =cosα t .tgβ =cosα t .tgβ=cos(20,60).tg(14,5)=13,6

Với α t =α tw =arctg(tanα

Do đó: z ε=√ 1

ε α=√ 1 1,73=0,76 (ε b ≥ 1¿

Lấy B W=49 σ H=456,74

Theo bảng (6.6) do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên ψba=0,4

theo tiêu chuẩn

F)Kiểm nghiệm răng về đọ bền uốn, theo(6.43)

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất sinh ra tại chân răng không được vượt quá giá trị cho phép:

K F: hệ số tải trọng khi tính về uốn.

g)Kiểm nghiệm quá tải

Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải (ví dụ như lúc mở máy, hãmmáy v v…)với hệ số quá tải

K qt=T max

T =2,2Trong đó :T :mômen xoắn danh nghĩa

Tmax:mô men xoắn quá tải

da= d+2mBánh 1: da1=40,28+2.1,5=43,28 mmBánh 2: da2= 193,66+2.1,5=196,66 mm+ Đường kính đáy răng

cosβ =

1794,28 tan(20,60) cos(0,9679) =674,52(N )

k a=49,5(Mpa1/3)

K Hβ=1,07

ψ ba=0,4, (ψ bd =0,53.0,4 (2,92+1)

Trong đó:

Ka – hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

T – mômen xoắn trên trục bánh chủ động, Nmm(T2=9,55 10 6. N II

n II )

u – tỉ số truyền

[σ H]– ứng suất tiếp xúc cho phép, Mpa

K Hβ– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành khi tính về tiếp xúc

ψ ba– hệ số quan hệ giữa chiều rộng vành răng bw và khoảng cách trục aw

b) Xác định thông số ăn khớp

Ta có modun m=(0,01÷0,02)a w 2=(0,01÷ 0,02¿ 185= ¿ 1,85÷3,7Theo quan điểm thiết kế chọn modun bánh răng cấp chậm bằng modun của bánh răng cấp nhanh , m=2

z1= 2a w

[m(i c+1)]= 2.1852 ( 2,92+1 )=47,19

Chọn z1=47

z2=i c z1=2,92.47=137,24Chọn z2=137

- Với bánh răng trụ thẳng (6.36a) tính:

z ε=√4−ε a

3 =√4−1,78

3 =0,86Trong đó:

suấtY s =1,08−0,0695 ln ⁡(m)

bền uốn,K xF=1.

Tmax:mô men xoắn quá tải.

- Đường kính vòng chia: d1=94mm d2=274mm

- Đường kính đỉnh răng: d a 1=90,003mm d a 2=

275,998mm

- Đường kính đáy răng: d f 1=89,003mm d f 2=269,003mm

B BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP

NGÂM DẦU:

C Bôi trơn này thương dùng khi vận tốc vòng của bánh răng

cấp nhanh và V=2,98 bên bộ truyền cấp chậm.

D Tra bảng 10-17/284(1) ta có độ nhớt của dầu là:

57centistoc.vậy ta chọn nhãn hiệu dầu là 57 có độ nhớt

50 0 C là 55-59centistoc.

PHẦN III THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN

1 THIẾT KẾ TRỤC

A Chọn vật liệu

Để đảm bảo độ đồng tâm giữa trục động cơ và trục dẫn của hộp giảm tốc trong quá trình chế tạo và lắp đặt nên ta chọn nối trục vòng đàn hồi vì nó có những ưu điểm sau: giảm va đập và chấn động, đề phòng cộng hưởng do giao động xoắn gây nên và

bù lại độ lệch trục; có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ,

dễ thay thế, làm việc tin cậy, do đó được dung khá rộng rãi.Chọn vật liệu làm nối trục thép đúc 35л, vật liệu chế tạo chốt là thép 45 thường hóa

Đối với hộp giảm tốc khi chịu tải trọng trung bình thường dùng loại vật liệu

Đối với hộp giảm tốc khi chịu tải trọng trung bình thường dùng loại vật liệu chế tạo trục là thép 45 có giới hạn bền làσ b=600 (Mpa), giới hạn chảy σ b=340 (Mpa), ứng suất cho phép [τ¿ = ¿15…30(Mpa), lấy [

τ¿ = ¿20 (Mpa)

B Xác định sơ bộ đường kính trục

Để xác định đường kính sơ bộ dùng công thức tính sơ bộ chỉ xét đến tác dụng của mômen xoắn trên trục, vì không xét đến tác dụng của tảitrọng gây biến dạng uốn nên giá trị ứng suất cho phép lấy hơn giá trị thực:

(CT 10.9)

d ≥√3 T

0,2[τ ]

Trong đó: T – mômen xoắn, Nmm

[τ ] - ứng suất cho phép, với [τ ]= 15 30 MpaChọn [τ ]= 20 (Mpa)

d1≥√3 T1

0,2[τ ]=3

√36136,91 0,2.20 =20,82(mm)

d2≥√3 T2

0,2[τ ]=3

√196355,14 0,2.20 =36,61(mm)

d3≥√3 T3

0,2[τ ]=3

√599572,78 0,2.20 =53,12(mm)

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: k3= 10.

Chiều cao nắp ổ và đầu bulông:h n= 15 (mm)

- Xác định khoảng cách giũa các gối đỡ trục và điểm đặt lực(10.10)

- Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục

Lực tác dụng khi ăn khớp trong các bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng được chia thành 2 phần lực vòngF t; lực hướng tâmF r Trị số chúng được xác định theo công thức:

 Bộ truyền cấp nhanh

 Lực vòng

 Đường kính chịu tải lớn nhất (10.16)

Momen uốn do F a 1 gâyra:M a1 =F a1 . d w 1

a

a

lực tác dụng lên trục (cT 6-17)

Fxích = R=k t P=6.10

7.k t ℵ ztn =6.1025.31,75.207,837.1,15 10,14=4241,26N

Xét ΣM Ey=F x .75,5+F r 4.59,5-R FY.189=0

 R FY=4241,26 75,5+1530,96 59,5189 =2176,22N

 R EY=F x −F r 4 +R FY=4241,26−1530,96 + 2176,22=4886,52NXét ΣM Ex=−F t 4.59,5+R Fx.189=0

- Tra bảng 7-23 và tính kiểm nghiệm ta được bảng như sau:

Phần IV: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

- ứng suất dập cho phép của vòng cao su [σ d]=3 N /mm2

- ứng suất cho phép của chốt [σ u]=60÷80N /mm2

5 kiểm nghiệm độ bền dập của vòng cao su

PHẦN VI: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC

1 Xác định kích thước các phần tử của vỏ hộp đúc bằng gang

Chiều dày: Thân hộp δ

Nắp hộp δ1

δ = 0,03a+3 = 0,03.170+3 = 8,1mmChọn δ = 8mm

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 = 8

d5 = (0,5 ÷ 0,6) d2 = (6÷ 7,2) Chọn d5 = 7Mặt bích ghép nắp và thân

Chiều dày mặt bích thân hộp S3

S2 = (1 ÷ 1,1)d1 = (17 ÷ 18,7) Chọn S2 = 18

K1 = 3d1 = 51

q ≥ K1+2δ= 51+2x8 = 67Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh răng với thành trong

hôp

Giữa đỉnh bánh răng với đáy hộp

Giữa mặt bên các bánh răng

PHẦN VII: BÔI TRƠN, CHE KÍN HỘP GIẢM TỐC

+ Phương pháp bôi trơn: vì vận tốc vòng v <12 m/s ta dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu chứa trong hộp.

+ Tra bảng 18.11 tài liệu [3] chọn độ nhớt cần thiết là: độ nhớt Cetistoc > 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 được bôi trơn đúng kỹ thuật nó sẽ không bị mài mòn vì chất bôi trơn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau Ma sát trong ổ lăn sẽ giảm, khả năng chống mài mòn của ổ tăng lên, khả năng tản nhiệt tốt hơn, giảm được tiếng ồn, bảo vệ bề mặt không bị han rỉ.

+ Chất bôi trơn được lựa chọn dựa trên nhiệt độ làm việc và số vòng quay của ổ Mỡ bôi trơn có nhiều ưu điểm hơn dầu như được giữ trong ổ dễ hơn, làm việc được lâu hơn, độ nhớt ít bị thay đổi vì nhiệt, tránh cho ổ khỏi tạp chất và độ ẩm Chính vì vậy ta chon mỡ để bôi trơn ổ lăn + Tra bảng 15.15.tài liệu [3] chọn loại mỡ LGMT2 Loại này đặc biệt thích hợp cho các loại ổ cỡ nhỏ hoặc trung bình, ngay cả ở điều kiện làm việc cao hơn, T có tính năng chịu nước rất tốt cũng như chống gỉ cao Để bôi trơn, mỡ được cho vào chiếm 2/3 khoảng trống của bộ phận ổ.

PHẦN VIII: LỰA CHỌN KIỂU LẮP CHO CÁC MỐI GHÉP