Chọn động cơ điện
Công suất tính: P t = P (tải trọng tĩnh)
Theo công thức (2.8) trang 19.[1] công suất trên trục động cơ điện được xác định như sau:
� �� = Công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)
� � = Công suất tính toán trên trục máy công tác (KW)
Tính hiệu suất : � được tính theo công thức: n=� �� � �� � � � ô4 n=1.0,96.0,93 0,99 4 = 0,8576
Tra bảng 2.1 ta được ηbrn = 0,96 (bộ truyền bánh răng côn);ηx =0,93 (bộ truyền xích); η � =0,96 (bộ truyền đai thang); ηnt = 1;ηo = 0,99 (hiệu suất của 1 cặp ổ lăn)
Xác Định sơ bộ số :
Vòng quay của động cơ
Tốc độ quay của trục công tác: n= ������ � � = �����.�,� �.��� `,31(vg/ph)
Hệ truyền động cơ khí có bộ truyền xích và hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng nói răng thẳng, theo bảng 2,4 ta sơ bộ chọn
Tỉ số truyền chung sơ bộ:
Chọn động cơ điện thỏa mãn điều kiện
Tra phụ lục P1.2, chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc 50 Hz loại
Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền chung: u= � � đ � = 60,31 730 ,1041Chọn trước tỉ số truyền ux của bộ truyền xích
Tính tỉ số truyền bộ truyền bánh trụ răng nghiêng của hộp giảm tốc
� = 12,1041 2 =6,052 Kiểm tra sai số cho phép về tỉ số truyền :
∆� = |� � − �| =0,0001 504,69 (Mpa) -> Đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa xích.
7 Xác định lực tác dụng lên trục:
8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:
Thông số Kí hiệu Giá trị
1 Loại xích - Xích ống con
6 Số răng đĩa xích nhỏ 25
7 Số răng đĩa xích lớn 50
8 Vật liệu đĩa xích Thép C45
9 Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ 202,66 (mm)
N THIẾT KẾ BÔ TRUYỀN BANH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG TOA
1 Chọn vật liệu bánh răng:
Tra bảng 6.1Tr92 [1], ta chọn:
Nhãn hiệu thép: C45 Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện Độ rắn: HB = 192 240 ta chọn HB 2 = 235 Giới hạn bền: b2 0(MPa)
Giới hạn chảy: ch2 = 580(MPa) Vật liệu bánh nhỏ:
10.Đường kính vòng chia đĩa xích lớn 404,52 (mm) 11.Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ 213,76 (mm)
12.Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn 416,42 (mm)
14.Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ 186,6 (mm)
15.Đường kính chân răng đĩa xích lớn 388,46 (mm)
16.Lực tác dụng dọc trục 2592,19 (N)
Nhãn hiệu thép: C45 Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện Độ rắn: HB = 2285t Giới hạn bền: b1 = 850(MPa) Giới hạn chảy: ch1 = 580 (MPa)
2 Xác định ứng suất cho phép: a Ứng xuất tiếp xúc và uốn cho phép
Do vậy ta có: b Ứng suất cho phép khi quá tải:
3 Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài: bộ truyền bánh răng côn răng thẳng làm bằng thép K R = 50 MPa
T 1 – Môment xoắn trên trục chủ động: T 1 = 86984,8 (Nmm) u – Tỉ số truyền : u = 4
Để xác định các thông số ăn khớp, cần xác định mô đun vòng ngoài và vòng trung bình m te, m tm Đường kính vòng chia ngoài và đường kính vòng trung bình được tính như sau: d m1 = (1 - 0,5K be) d e1 = (1 - 0,5.0,25) 73,73 = 64,51 (mm).
=2,83 (mm) b Xác định số răng :
= 104 26 = 4 c Xác định góc côn chia :
Để xác định hệ số dịch chỉnh cho bộ truyền bánh răng côn răng thẳng, ta áp dụng công thức arctg(104 26) = 14* d, với điều kiện x1 + x2 = 0 Theo bảng 6.20Tr112 [1] với Z1 = 26 và u t = 4, ta tính được x1 = 0,33 và x2 = -0,33 Đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài được tính như sau: d m1 = m tm Z1 = 2,625.26 = 68,25 mm và d m2 = m tm Z2 = 2,625.104'3 mm.
5 Xác định các hệ số và 1 số thông số động học:
60000 = 2,61 (�/�) bảng 6.13Tr106/TL1 với bánh răng côn răng thẳng và v = 2,61 (m/s) ta được cấp chính xác của bộ truyền là: CCX = 8
Tra phụ lục 2.3 [250/TL1] với:
HB < 350Răng thẳng d a2 ≈ d m2 = 273 (mm)< 700 (mm) => K xH =1 ch ọ n Y R = 1
6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng : a Kiểm nghiệm về ứng suất uốn : b- chiều rộng vành răng: b= K be R e =0,25.160,8@,2 -> lấy b w = 40 (mm)Thay vào ta được:
=0,6 % chấp nhận b Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
=> Th ỏ a m ã n c Kiểm nghiệm về quá tải:
K qt – Hệ số quá tải :
7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng : Đường kính vòng chia : d e1 =m te Z 1 =3.26 x (mm) d e2 =m te Z 2 =3.104 = 312 (mm)
8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng :
Thông số Ký hiệu Giá trị
Chiều dài côn ngoài R e 160,8(mm)
Mô đun vòng ngoài m te 3(mm)
Chiều rộng vành răng b 40,8(mm)
Số răng của bánh răng Z 1 26
Hệ số dịch chỉnh chiều cao x 1 0,39 x 2 -0,39 Đường kính vòng chia ngoài d e1 78(mm) d e2 312(mm) δ 2
Chiều cao răng ngoài h e 6,6(mm)
Chiều cao đầu răng ngoài h ae
Chiều cao chân răng ngoài h fe1 2,43(mm) h fe2 4,77(mm) Đường kính đỉnh răng ngoài d ae
PHẦN 3,4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC,KẾT CẤU
I Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và 1 số chi tiết
1 Xác định các lực tác dụng lên trục Lực tác dụng lên trục I
> Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:
Lực tác dụng lên trục II
Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:
L ự c h ướ ng t â m : F r2 = F a1 = 237,46 (N) Lực dọc trục : F a2 = F r1 = 952,4(N) ->L ự c t á c d ụ ng l ê n tr ụ c t ừ b ộ truy ề n x í ch F x í ch = 2592,19 (N)
Do g ó c nghi ê ng đườ ng n ố i t â m c ủ a n ó l à : @= 145* n ê n ta ph â n t í ch :
Trong hộp giảm tốc, ký hiệu k đại diện cho số thứ tự của trục, trong khi i là số thứ tự của tiết diện trục nơi lắp các chi tiết tham gia truyền tải Cụ thể, i=0 và i=1 tương ứng với các tiết diện trục lắp ổ, còn i=2 đến s đại diện cho các tiết diện lắp các chi tiết máy, với s là tổng số chi tiết máy trong hệ thống.
� � :khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k
� �� : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ I trên trục thứ k
� ��� : chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i( lắp trên tiết diện i) trên trục k
� ��� : khoảng công xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hội giảm tốc đến gối đỡ
Chiều rộng vành bánh răng thứ trên trục k và việc chọn vật liệu cho trục là rất quan trọng Để chế tạo trục, cần tham khảo bảng 6.1 trang 92 để lựa chọn vật liệu phù hợp, trong đó thép 45 được cải thiện độ rắn với giá trị HB từ 241 đến 285 MPa Đồng thời, cần xác định ứng suất xoắn cho phép để đảm bảo tính bền vững của trục.
Xác định sơ bộ đường kính trục thứ k � � = 3 0,2[�] � �
Theo bảng 10.2 trang 189 ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ổ lăn tiêu chuẩn chọn d đc = 45 mm d 1 =(0,8 ÷ 1,2) d đc =(0,8 ÷ 1,2) 45=(36 ÷ 54 ) Chọn d 1 = 50 mm
Ta có d b = 27 (mm) theo bảng 10.2 trang 189
Từ công thức 10.10 và 10.11 trang 198 ta có:
Chiều dài mayo bánh răng : d 1 P mm ; b 1 = 27mm
Dùng phương pháp vẽ nhanh ta được đồ thị như ảnh dưới Đường kính tại tiết diện nguy hiểm B:
+ Moment tương đương tại vị trí B:
= ������, ��� (���) Đường kính trục tại tiết diện B:
Vì tại B lắp bánh răng nên ta chọn: � � = ��(��)
TÍNH TOAN THIẾT KẾ CAC BÔ TRUYỀN
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG
N THIẾT KẾ BÔ TRUYỀN BANH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG TOA
1 Chọn vật liệu bánh răng:
Tra bảng 6.1Tr92 [1], ta chọn:
Nhãn hiệu thép: C45 Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện Độ rắn: HB = 192 240 ta chọn HB 2 = 235 Giới hạn bền: b2 0(MPa)
Giới hạn chảy: ch2 = 580(MPa) Vật liệu bánh nhỏ:
10.Đường kính vòng chia đĩa xích lớn 404,52 (mm) 11.Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ 213,76 (mm)
12.Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn 416,42 (mm)
14.Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ 186,6 (mm)
15.Đường kính chân răng đĩa xích lớn 388,46 (mm)
16.Lực tác dụng dọc trục 2592,19 (N)
Nhãn hiệu thép: C45 Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện Độ rắn: HB = 2285t Giới hạn bền: b1 = 850(MPa) Giới hạn chảy: ch1 = 580 (MPa)
2 Xác định ứng suất cho phép: a Ứng xuất tiếp xúc và uốn cho phép
Do vậy ta có: b Ứng suất cho phép khi quá tải:
3 Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài: bộ truyền bánh răng côn răng thẳng làm bằng thép K R = 50 MPa
T 1 – Môment xoắn trên trục chủ động: T 1 = 86984,8 (Nmm) u – Tỉ số truyền : u = 4
4 Xác định các thông số ăn khớp: a Xác định mô đun vòng ngoài và vòng trung bình m te ,m tm : Đường kính vòng chia ngoài: Đường kính vòng trung bình và mô đun vòng trung bình : d m1= (1-0,5K be ) d e1 = (1-0,5.0,25).73,73= 64,51(mm)
=2,83 (mm) b Xác định số răng :
= 104 26 = 4 c Xác định góc côn chia :
Để xác định hệ số dịch chỉnh cho bộ truyền bánh răng côn răng thẳng, ta sử dụng công thức \(x_1 + x_2 = 0\) Theo bảng 6.20Tr112 [1] với \(Z_1 = 26\) và \(u_t = 4\), ta tính được \(x_1 = 0,33\) và \(x_2 = -0,33\) Tiếp theo, để tính đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài, ta có \(d_{m1} = m_{tm} \cdot Z_1 = 2,625 \cdot 26 = 68,25 \, (mm)\) và \(d_{m2} = m_{tm} \cdot Z_2 = 2,625 \cdot 104'3 \, (mm)\).
5 Xác định các hệ số và 1 số thông số động học:
60000 = 2,61 (�/�) bảng 6.13Tr106/TL1 với bánh răng côn răng thẳng và v = 2,61 (m/s) ta được cấp chính xác của bộ truyền là: CCX = 8
Tra phụ lục 2.3 [250/TL1] với:
HB < 350Răng thẳng d a2 ≈ d m2 = 273 (mm)< 700 (mm) => K xH =1 ch ọ n Y R = 1
6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng : a Kiểm nghiệm về ứng suất uốn : b- chiều rộng vành răng: b= K be R e =0,25.160,8@,2 -> lấy b w = 40 (mm)Thay vào ta được:
=0,6 % chấp nhận b Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
=> Th ỏ a m ã n c Kiểm nghiệm về quá tải:
K qt – Hệ số quá tải :
7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng : Đường kính vòng chia : d e1 =m te Z 1 =3.26 x (mm) d e2 =m te Z 2 =3.104 = 312 (mm)
8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng :
Thông số Ký hiệu Giá trị
Chiều dài côn ngoài R e 160,8(mm)
Mô đun vòng ngoài m te 3(mm)
Chiều rộng vành răng b 40,8(mm)
Số răng của bánh răng Z 1 26
Hệ số dịch chỉnh chiều cao x 1 0,39 x 2 -0,39 Đường kính vòng chia ngoài d e1 78(mm) d e2 312(mm) δ 2
Chiều cao răng ngoài h e 6,6(mm)
Chiều cao đầu răng ngoài h ae
Chiều cao chân răng ngoài h fe1 2,43(mm) h fe2 4,77(mm) Đường kính đỉnh răng ngoài d ae
PHẦN 3,4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC,KẾT CẤU
I Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và 1 số chi tiết
1 Xác định các lực tác dụng lên trục Lực tác dụng lên trục I
> Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:
Lực tác dụng lên trục II
Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:
L ự c h ướ ng t â m : F r2 = F a1 = 237,46 (N) Lực dọc trục : F a2 = F r1 = 952,4(N) ->L ự c t á c d ụ ng l ê n tr ụ c t ừ b ộ truy ề n x í ch F x í ch = 2592,19 (N)
Do g ó c nghi ê ng đườ ng n ố i t â m c ủ a n ó l à : @= 145* n ê n ta ph â n t í ch :
Trong bài viết này, chúng ta quy ước các ký hiệu như sau: k đại diện cho số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc, i là số thứ tự của tiết diện trục nơi lắp các chi tiết tham gia truyền tải Cụ thể, i=0 và i=1 tương ứng với các tiết diện trục lắp ổ, trong khi i=2 đến s đại diện cho các tiết diện trục lắp các chi tiết máy khác, với s là tổng số chi tiết máy trong hệ thống.
� � :khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k
� �� : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ I trên trục thứ k
� ��� : chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i( lắp trên tiết diện i) trên trục k
� ��� : khoảng công xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hội giảm tốc đến gối đỡ
Chiều rộng vành bánh răng trên trục k cần được xác định, và việc chọn vật liệu cho trục là rất quan trọng Theo bảng 6.1 trang 92, vật liệu thép 45 được đề xuất để chế tạo trục, với độ rắn cải thiện đạt từ HB 241 đến 285 Ngoài ra, ứng suất xoắn cho phép cũng cần được xem xét để đảm bảo hiệu suất của trục.
Xác định sơ bộ đường kính trục thứ k � � = 3 0,2[�] � �
Theo bảng 10.2 trang 189 ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ổ lăn tiêu chuẩn chọn d đc = 45 mm d 1 =(0,8 ÷ 1,2) d đc =(0,8 ÷ 1,2) 45=(36 ÷ 54 ) Chọn d 1 = 50 mm
Ta có d b = 27 (mm) theo bảng 10.2 trang 189
Từ công thức 10.10 và 10.11 trang 198 ta có:
Chiều dài mayo bánh răng : d 1 P mm ; b 1 = 27mm
Dùng phương pháp vẽ nhanh ta được đồ thị như ảnh dưới Đường kính tại tiết diện nguy hiểm B:
+ Moment tương đương tại vị trí B:
= ������, ��� (���) Đường kính trục tại tiết diện B:
Vì tại B lắp bánh răng nên ta chọn: � � = ��(��)