Đồ án CHI TIẾT MÁY Lời nói đầu Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí,cụ thể ở đây là thiết kế hệ thống dẫn động băng tải,với hộp giảm tốc một cấp bánh răng trụ răng[.]
Đồ án CHI TIẾT MÁY Lời nói đầu Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ thống dẫn động khí,cụ thể thiết kế hệ thống dẫn động băng tải,với hộp giảm tốc cấp bánh trụ thẳng với yêu cầu vận tốc, lực đặc trưng khác Đồ án môn học chi tiết máy với bước đầu làm quen với cơng việc tính tốn ,thiết kế chi tiết máy lĩnh vực khí nhằm nâng cao kỹ tính tốn,hiểu sâu kiến thức học Nội dung công việc thực là: Tính tốn chọn động cho hệ dẫn động băng tải Tính tốn truyền truyền ngồi Thiết kế trục chọn ổ lăn Tính tốn vỏ hộp chi tiết khác Tính tốn bơi trơn Đồ án môn học chi tiết máy tài liệu dùng để chế tạo hệ thống dẫn động khí,nhưng khơng phải phương án tối ưu thiết kế hệ thống dẫn động băng tải hạn chế hiểu biết kinh nghiệm thực tế Đồ án CHI TIẾT MÁY Tính tốn động học 1.1 Chọn động Cơng xuất u cầu động cơ: Công xuất danh nghĩa: Pdn F v 3215.0, 74 1000 1000 = 2,38 kW Tải ko thuộc loại thay đổi ngắn hạn nên: 1 Cơng xuất tính tốn trục máy cơng tác là: Pct = Pdn = 2,38.1 = 2,38 kW Ta tra bảng 2.3 có hiệu xuất chi tiết: Hiệu suất truyền đai thang: d = 0, 95 Hiệu xuất bánh trụ nghiêng: br =0,97 (bộ bánh sử dụng hộp số nên che kín bơi trơn đầy đủ) Hiệu suất khớp nối đàn hồi: kn =1 Hiệu suất cặp ổ lăn: OL = 0,99 (ta có cặp ổ lăn) Hiệu suất truyền động: = d br OL kn =0,95.0,97.0,993.1.1=0,89 Công xuất yêu cầu động cơ: Pyc= Pt 2, 38 2.67 0,89 0,89 kW Xác định sơ số vòng quay động động cơ: Số vòng quay trục công tác: nct 60000.v 60000.0, 74 70, D 3,14.200 (v/ph) Căn vào bảng 2.4 ta chọn sơ tỷ số truyền truyền sau: - Của truyền đai thang là: ud = - Của truyền bánh trụ: ubr = Đồ án CHI TIẾT MÁY Ta có tỷ số truyền sơ hệ dẫn động là: u = ud ubr = 4.5=20 Số vòng quay sơ trục động là: nsb= 70,7 x 20 = 1414 (v/ph) Chọn số vòng quay động động ndb = 1500 (v/ph) động có cặp cực 2P = Tra bảng P1.1 ta chọn động sau: Kiểu động cơ: K112 M4 Công xuất: Pdc = 3,0 kW Vận tốc quay: ndb = 1445 v/ph Khối lượng: 1.2 = 41 kg Phân phối tỷ số truyền Trên sở số vòng quay thực động chọn số vịng quay u cầu trục cơng tác tính lại tỉ số truyền chung, phân phối cho truyền truyền Ta có tỷ số truyền chung hệ là: ndb 1445 20, 44 n 70,7 u = ud.ubr= lv Theo bảng 2.4 ta chọn tỷ số truyền truyền bánh là: ubr= Từ suy tỷ số truyền truyền đai thang là: u 20,44 4,09 u ud = br 1.3 Tính thơng số trục Công xuất trục Công xuất trục công tác: Pct = 2,38 kW tính Cơng xuất trục hộp giảm tốc: PII = Pct/ OL = 2,38/0,99 = 2,4 kW Công xuất trục hộp giảm tốc: Đồ án CHI TIẾT MÁY PI = PII/ (r OL ) = 2,56/(0,97.0,99) = 2,5 kW Công xuất trục động cơ: Pdc = PI/( d OL ) = 2,64/(0,95.0,99) = 2,66 kW Số vòng quay ndc = 1445 v/ph Tốc độ trục hộp giảm tốc: nI = 1445/4,09 = 353,3 (v/ph) Tốc độ trục hộp giảm tốc, tốc độ quay làm việc: nII = nct = nI/5= 353,3/5 = 70,7 (v/ph) Mômen xoắn Tdc = 9,55.106.Pdc / ndc = 9,55.106.2,66 / 1445 = 15 580 Nmm TI = 9,55.106.PI / nI = 9,55.106.2,5 / 353,3 = 67 577 Nmm TII = 9,55.106.PII / nII = 9,55.106.2,4 / 70,66 = 324 187 Nmm Tct = 9,55.106.Pct / nct = 9,55.106.2,38 / 70,66 = 321 485 Nmm 1.4 Bảng kết tính tốn Trục Động I II Cơng tác Thông số Tỷ số truyền u ubr = ukn = Số vòng quay n, v/ph 1445 353,3 70,7 70,7 Công suất P, kW 2,66 2,5 2,4 2,38 15 580 67 577 324 187 321 485 Mômen xoắn T, Nmm ud = 4,09 Thiết kế truyền đai thang (bộ truyền ngoài) Đồ án CHI TIẾT MÁY 2.1 Chọn loại đai tiết diện bt 1, Ta chọn loại đai thang thường có: h Với cơng xuất cần truyền là: P1= 2,66 kW n1= ndc= 1445 v/ph nên vào đồ thị 4.1 trang 50 tập I ta chọn tiết diện đai A 2.2 Chọn đường kính bánh đai d1 d2 Xác định d1 Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho bảng 4.21 trang 63 tập I ta có: d1= 180 mm Tốc độ đai là: vd d1n1 3,14.180.1445 13, 60000 60000 m/s < 25 m/s Vậy lựa chọn đai thang thường thỏa mãn Xác định d2 Ta có: d u.d1 (1 ) với hệ số trượt ta chọn =0,003 d2= 4,09.180.(1-0,003) = 714,11mm Căn vào kết vừa tính theo bảng 4.26 trang 67 tập I ta chọn d2= 710 mm Tỉ số truyền thực tế là: ut = Sai lệch tỷ số truyền: u d2 710 3,96 d1 (1 ) 180(1 0, 003) | ut u | | 3,96 4, 09 | 3, 0 0 u 4, 09 Thỏa mãn 2.3 Xác định khoảng cách trục a Từ tỷ số truyền thực ut = 3,96 ta tra bảng 4.14 trang 60 tập I, ta chọn: a 0,95 asb 0,95.d 0,95.710 674,5mm d2 Chiều dài đai: Đồ án CHI TIẾT MÁY d1 d (d1 d ) L 2.asb 4.asb 710 180 (710 180)2 L 2.674,5 3,14 2850mm 4.674,5 Căn theo kết tính tốn bảng 4.13 trang 59 tập I ta chọn L theo tiêu chuẩn: L = 2800 mm trị số gần với kết tính tốn lại trị số hay sử dụng Số vòng chạy đai 1s là: i vd 13, 4,86 L 2,8 (lần/s) 1200 Thỏa mãn 2.4 Tính số đai Z Z Với cơng thức: P.K d P0 C CL Cu CZ Trong đó: P – Công xuất trục bánh chủ động: P = 2,66 kW [P0] – Công xuất cho phép: Tra bảng 4.19 trang 62 tập I theo tiết diện đai A, d1 = 180 (mm) v = 13,6 (m/s), ta được: Đồ án CHI TIẾT MÁY P0 3,37(kW) L0 1700(mm) Kd – Hệ số tải động, tra bảng 4.7 trang 55 tập I ta Kd = 1,1 C - Hệ số ảnh hưởng góc ôm, ta có 133,520 120 150 nên ta tra bảng 4.15 trang 61 tập I được: C = 0,86 CL – Hệ số ảnh hưởng chiều dài đai Tra bảng 4.16 trang 61 tập I có: L 2800 1, 65 L 1700 Với ta được: CL = 1,1 Cu – Hệ số ảnh hưởng tỷ số truyền Tra bảng 4.17 trang 61 tập I có: Với ut = 3,96 ta Cu = 1,14 CZ – Hệ số kể đến phân bố không tải trọng dãy đai Tra bảng 4.18 trang 61 có: Z P 2, 66 0, 79 P0 3,37 ta CZ = Vậy ta có: Z P.K d 2, 66.1,1 0, 74 P0 C CL Cu CZ 3,37.0,86.1,1.1,14.1 Lấy Z = 1(đai) 2.5 Các thông số bánh đai h0 3,3(mm) t 15( mm) e 10( mm) H 12,5(mm) Tra bảng 4.21 trang 63 tập I ta có 38 Vậy chiều rộng bánh đai là: B ( Z 1)t 2e (1 1).15 2.10 20(mm) Góc chêm rãnh đai: 38 Đường kính bánh đai: Đồ án CHI TIẾT MÁY d a1 d1 2h0 180 2.3,3 186, 6(mm) d a d 2h0 710 2.3,3 716, 6(mm) Đường kính đáy bánh đai: d r1 d a1 H 186, 12,5 171,1(mm) d r d a H 716, 12,5 704,1(mm) 2.6 Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu: F0 780.P.K d Fv v.C Z Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng nên: Fv qmv Với qm khối lượng 1m đai, tra bảng 4.22 trang 64 tập I cho tiết diện đai A có: qm = 0,105(kg/m) 2 Suy ra: Fv qmv 0,105.13.6 19, 42( N ) Vậy: F0 780.P.K d 780.2, 66.1,1 Fv 19, 42 214, 6( N ) v.C Z 13, 6.0,86.1 Lực tác dụng lên bánh đai: 133,52 Fr 2.F0 Z sin 2.214, 6.1.sin 394, 4( N ) 2 Đồ án CHI TIẾT MÁY 2.7 Tổng hợp thông số truyền đai P 2, 66(kW ) n1 1445(v / ph) u u 3,96 t Thông số Ký hiệu Giá trị Tiết diện đai A Đường kính bánh đai nhỏ d1 180(mm) Đường kính bánh đai lớn d2 710(mm) Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ da1 186,6(mm) Đường kính đỉnh bánh đai lớn da2 716,6(mm) Đường kính chân bánh đai nhỏ dr1 171,1(mm) Đường kính chân bánh đai lớn dr2 704,1(mm) Góc chêm rãnh đai 380 Số đai Z Chiều rộng bánh đai B (mm) Chiều dài đai L (mm) Khoảng cách trục A (mm) 1 Góc ơm bánh đai nhỏ 133,520 Lực căng ban đầu Fo 214,6 Lực tác dụng lên trục Fr 394,4 Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng (bộ truyền trong) P1 PI 2,5(kW) T T 67 577(Nmm) I n n I 353,3 u u 5 br Lh 21000( gio) 3.1 Chọn vật liệu bánh Tra bảng 6.1 trang 92 tập I ta có: Vật liệu bánh lớn: Nhãn hiệu thép: 50 Đồ án CHI TIẾT MÁY Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa Độ rắn: HB= 179 228 ; ta chọn: HB2=200 Giới hạn bền: b 640( MPa) Giới hạn chảy: ch 350( MPa) Vật liệu bánh nhỏ: Nhãn hiệu thép: 45 Chế độ nhiệt luyện: cải thiện Độ rắn: HB= 192 240 ; ta chọn HB1=210 Giới hạn bền: b1 750( MPa) Giới hạn chảy: ch1 450( MPa) 3.2 Xác định ứng xuất cho phép 3.2.1 Ứng xuất tiếp xúc uốn cho phép 0 H H lim Z R Z v K xH K HL SR F lim Y Y K K R S xF FL F SR đó: Chọn sơ bộ: Z R Z v K xH 1 YRYS K xF 1 SH, SF – Hệ số an tồn tính ứng xuất tiếp xúc ứng xuất uốn Tra bảng 6.2 trang 94 tập I ta có: Bánh chủ động: SH1=1,1 SF1=1,75 Bánh bị động: SH2=1,1 SF2=1,75 H0 lim , F0 lim - Ứng xuất tiếp xúc ứng xuất uốn cho phép với số chu kỳ sơ: H lim 2 HB 70 F lim 1,8 HB Suy ra: