ft 4 3 p 5 P Kb đ p 2 t 1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TRƢỜNG ĐHKTCN THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC BỘ MÔN THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC C[.]
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền (TST) chung của toàn hệ thống u xác định theo:
Trong đó: nđc - số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph);
Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp:u u u d h
Trong đó: u d : Tỉ số truyền của bộ truyền đai. u h : Tỉ số truyền của hộp giảm tốc.
2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
Với hệ dẫn động gồm HGT 2 cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền ngoài hộp có: u ng (0,1 0,15).u (0,1 0,15).35,34 (1,8 2,3)
Vậy: Tỉ số truyền ngoài của hộp giảm tốc là:
2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc
Tỉ số truyền của hộp cũng có thể phân theo hàm đa mục tiêu với thứ tự ưu tiên các hàm đơn mục tiêu sau: khối lượng các bộ truyền, mô men quán tính thu gọn và thể tích các bánh lớn nhúng dầu nhỏ nhất; khi này tỉ số truyền các cấp có thể tra bảng 3.1 hoặc tính theo công thức:
Với hộp tốc độ đồng trục có thể tính tỷ số truyền của bộ truyền cấp theo công thức sau
-Tỉ số truyền cấp nhanh:
Tính toán các thông số trên các trục
3.1 Tính công suất trên các trục
Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:
Công suất danh nghĩa trên các trục I, II và III xác định theo các công thức sau:
3.2 Tính số vòng quay của các trục
- Tốc độ quay của trục:
3.3 Tính mô men xoắn trên các trục
Mô men xoắn trên trục thứ k được xác định theo công thức sau:
- P k : công suất trên trục thứ k
- n k : số vòng quay trên trục thứ k
Các kết quả tính ở trên là số liệu đầu vào cho các phần tính toán sau. Bảng 1.1: Bảng thống kê thông số động học hệ dẫn động
Thông số Động cơ I II III Công tác
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
Tính toán thiết kế bộ truyền đai
Truyền động đại được dùng để truyền động giữa các trục xa nhau Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu F0, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi
Nhờ đai có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ồn, thích hợp vận tốc lớn.
Với tỉ sô truyền thấp u 5 ta dùng đai dẹt, chọn đai vải cao su vì đặc tính bền, dẻo, ít bị ảnh hưởng của độ ẩm và sự thay đổi nhiệt độ.
1.2 Xác định các thông số của bộ truyền đai và đai Đường kính bánh đai: Đường kính bánh đai nhỏ: d 1 5,2 6,4 3 T
Trong đó: T (N.mm) momen xoắn trên trục bánh đai nhỏ d 1 5,2 6,4 3 T dc 5,2 6,4 27745,26 3 157,04 193,2
Theo bảng 4.6 chọn d1 = 160 (mm) Đường kính bánh đai lớn:
Theo công thức (4.2) ta có:
Vậy tỷ số truyền thực tế :
Sai lệch tỷ số truyền :
#67,39(mm) Tra bảng 4.13[1] chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn: l 2500(mm)
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: i v l i / max 10
Từ chiều dài đai tiêu chuẩn ta cần tính chính xác lại khoảng cách trục: a 2 8 2 / 4
Thỏa mãn điều kiện đối với đai vải cao su.
4,14(KW) công suất trên bánh chủ động.
K d 1,1 hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7[1]).
C l 1,07 hệ số ảnh hưởng của chiều dài (tra bảng 4.16[1]).
C 0,98 hệ sô ảnh hưởng của góc ôm (tra bảng 4.15[1]).
C u 1,13 hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền (tra bảng 4.17[1]).
P 0 3,14 trị số công suất cho phép (tra bảng 4.19[1]).
C z 1 hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai (tra bảng 4.18[1]). z P 1 K d
Xác định chiều rộng bánh đai
Theo công thức 4.17[1] và bảng 4.21[1] ta xác định:
B (Z 1).t 2e (11).15 2.10 20(mm) Đường kính ngoài bánh đai da:
1.4 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng trên 1 đai được xác định theo công thức sau:
Fv – lực căng do lực li tâm sinh ra, định kì điều chỉnh lực căng thì
Trong đó: qm – khối lượng 1 mét chiều dài đai, bảng 4.22 qm = 0,105
Lực tác dụng lên trục
1.5 Bảng kết quả tính toán
Thông số Giá trị Đường kính bánh đai nhỏ d1(mm) 160 Đường kính bánh đai lớn d2(mm)
Góc ôm bánh đai nhỏ
169 o Lực tác dụng lên trục
2 Bộ truyền bánh răng cấp chậm
2.1.Chọn vật liệu Đây là hộp giảm tốc chịu công suất trung bình Vì vậy ta chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB 350 Với loại vật liệu này bánh răng có độ rắn thấp và có thể cắt chính xác sau khi nhiệt luyện Cặp bánh răng này có khả năng chống mòn tốt và bánh răng được nhiệt luyện bằng thường hoá hoặc tôi cải thiện.
Tra bảng 6.1 [1] ta chọn vật liệu như bảng:
Nhỏ 45 Tôi cải thiện HB2 ÷
Lớn 45 Tôi cải thiện HB2 ÷
2.1.1 Xác định ứng suất cho phép
2.1.2 Xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] được xác định bằng công thức:
ZR : Hệ số kể đến độ nhám mặt răng làm việc.
ZV : Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
KXH : Hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
o Hlim : Ứng suất tiếp xúc cho phép với số chu kì cơ sở. Tra bảng 6.2 [1] với thép 45 tôi cải thiện ta có:
+ Bánh nhỏ : 0 H lim3 = 2.HB + 70 = 2.220 +70 = 510 (MPa). + Bánh lớn : 0 H lim4 = 2.HB + 70 = 2.205 +70 = 480 (MPa).
KHL :Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền.
Với : + m H : Bậc đường cong mỏi
+ N HO : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất tiếp xúc.
+ N HE :Số chu kỳ thay đổi về ứng suất tương đương
N HE 60 c n t trong đó : + c là số ăn khớp trong một vòng quay với c=1
+ n là số vòng quay trong một phút của bánh răng đang xét n 3 94,67 v ph/ n 4 41,16 v ph/
+ t tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
=>Tổng số giờ làm việc là:
N HE4 > N HO4 => K HL4 =1 Ứng suất tiếp xúc cho phép của mỗi bánh răng khi này :
Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng :
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:
Với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng :
2.1.3 Xác định ứng suất uốn cho phép Ứng suất uốn cho phép F được xác định theo công thức :
+ Y R là hệ số ảnh hưởng để đến độ nhám mặt lượn chân răng + Y s là hệ số kể đến độ nhạy của vật liệu tập chung
+ Y XF là hệ số kể đến kích thước bánh răng, ảnh hưởng đến độ bền uốn s
F lim Ứng suất uốn cho phép với số chu kì cơ sở.
Tra bảng 6.2 [1] với thép 45 tôi cải thiện ta có:
SF là hệ số an toàn khi tính bền uốn.
Với phôi thép rèn thường hóa hoặc tôi cải thiện , SF =1,75
KFC là hệ số kể đến ảnh hưởng của đặt tải trọng. xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ Đối với bộ truyền một chiều KFC =1
KFL hệ số tuổi thọ truyền
- mF bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn, mF =6
- NFO số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sổ khi thử về uốn, NFO =4.106
- NFE số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thửu về uốn.
N N Ứng suất uốn cho phép của bộ truyền:
a w Ứng suất uốn cho phép khi quá tải.
Vì bộ truyền làm bằng thép 45 tôi cải thiện có HB
