Đồ án cơ sở thiết kế máy chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN MỤC LỤC PHẦN 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 3 I CHỌN KIỂU ĐỘNG CƠ 3 1.1.Tính toán công suất 3 1.2.Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ 5 1.3.Chọn động cơ 6 II PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .6 III TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ TRUYỀN 6 1 Công suất trên các trục .6 2 Số vòng quay trên các trục 7 3 Mômen xoắn trên các trục 7 PHẦN II TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 9 I CƠ SỞ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY ĐAI .9 II THIẾT KỀ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 9 1 Xác định kiểu tiết diện đai thang 9 2 Tính toán các thông số bộ truyền đai (d1, d2, l và số dây đai z) 10 3 Xác định và kiểm nghiệm số dây đai 12 4 Xác định chiều rộng bánh đai 12 5 Xác định các lực trong bộ truyền 13 PHẦN III TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 14 I CHỌN LOẠI XÍCH 14 1 Tính chọn các thông số của bộ truyền xích (Z1, Z2, p và x) 15 II KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀN XÍCH VỀ SỐ LẦN VA ĐẬP VÀ ĐỘ BỀN VA ĐẬP 17 1 Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây: 17 2 Kiểm nghiệm xích về độ bền va đập: .17 3 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc của đĩa xích: .18 4 Tính toán các thông số hình học của bộ truyền xích 19 5 Tính các lực tác dụng lên trục: .20 PHẦN IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ 22 I CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG .22 II XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT CHO PHÉP 22 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 1 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 1 Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] và ứng suất uốn cho phép [F] 22 III TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN 25 1 Xác định khoảng cách trục .25 2 Xác định thông số ăn khớp .26 3 Xác định đường kính của các bánh răng 27 4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 27 5 Kiểm nghiệm độ bền mỏi uốn 29 6 Kiểm nghiệm độ bền quá tải 30 7 Lực tác dụng trên bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng .30 PHẦN V TÍNH TOÁN TRỤC 33 I CHỌN VẬT LIỆU 33 II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 33 1 Xác định sơ bộ đường kính trục .33 2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 33 3 Tính chính xác đường kính trục theo điều kiện bền .36 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CHỌN THEN 54 I Tính chọn then cho trục I 54 1 Then lắp trên bánh đai 54 2 Then lắp trên bánh răng 55 II Tính chọn then trục II .56 1 Then lắp trên bánh răng 56 2 Then lắp trên bánh xích 57 CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN 59 I Chọn loại ổ cho trục I 59 1 Kiểm nghiệm khả nẳng tải động của ổ 60 2 Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải tĩnh 61 II Chọn loại ổ lăn cho trục II .61 1 Kiểm nghiệm khả nẳng tải động của ổ 62 2 Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải tĩnh 63 CHƯƠNG VIII TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ CỦA VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 64 I Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp 64 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 2 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN II Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 66 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 3 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN PHẦN 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I CHỌN KIỂU ĐỘNG CƠ Chọn kiểu loại động cơ 1 Lực vòng trên băng tải F ( N) 2250 2 Vận tốc xích tải v (m/s) 1,3 3 Đường kính băng tải D (mm) 320 4 Thời gian phục vụ L (giờ) 20000 5 t1 (s) 5 6 t2 (s) 14400 7 t3 (s) 14400 8 T1 1.4T 9 T2 1.0T 10 T3 0.7T 11 Số ca làm việc 1 12 Đặc tính làm việc Nhẹ 13 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài 450 1.1.Tính toán công suất 1.1.1 Công suất làm việc băng tải (công suất trên trục công tác chính là trục của băng tải) 11Equation Section (Next)Trong đó : (kW) F = 2250 N : Lực kéo băng tải v = 1,3 m/s : vận tốc băng tải  Plv= GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 4 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 1.1.2 Công suất tương đương Từ sơ đồ tải trọng ta có:  Mômen tác dụng lên tải T1=1,4T ; T2 = T ;T3 = 0,7T  Thời gian tác động t1 = 5s ; t2 = 14400s ; t3 = 14400s Do thời gian đầu t1 quá nhỏ nên chúng ta có thể bỏ qua => Tmax =T Ta có : β = =  Ptd= 0,745.2,925 = 2,179 (kW) Theo công thức 2.8 trang 19 ta có công suất cần thiết trên trục động cơ là: Pct = Trong đó Plv : công suất làm việc trên trục băng tải η : hiệu suất truyền tải Theo công thức 2.9 trang 19 ta có: Với : η= ηd ηbr ηx  ηd : hiệu suất của bộ truyền đai : 0,95-0,96 (để hở)  ηbr: hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ : 0,96 – 0,98 (được che kín)  ηx : hiệu suất của bộ truyền xích : 0,90 – 0.93 (để hở)  ηol: hiệu suất của bộ truyền ổ lăn :0,99 – 0,995 (được che kín) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 5 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Để cho thuận tiện trong việc tính toán ta nên chọn : ηd = 0,95 ; ηbr = 0,97 ; ηx = 0,92 ; ηol =0,993 Từ công thức trên => η = 0,95.0,97.0,92.0.9933 = 0,836 Khi đó công suất cần thiết là : Pct = (kW) 1.2.Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ  Số vòng quay làm việc của băng tải : trong đó : D = 320 mm : đường kính băng tải v = 1,3 m/s : vận tốc băng tải  nlv = (vòng/phút)  Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống: Theo bảng 2.4 trang 21 ta có : ud là tỉ số truyền của bộ truyền đai : 3-5 ubr là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ : 3-5 (hộp giảm tốc 1 cấp) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 6 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ux là tỉ số truyền của bộ truyền xích : 2-5 Do đường kính bánh đai trong bộ truyền đai được tiêu chuẩn hóa ,nên để tránh cho sai lệch tỉ số truyền không quá giá trị cho phép là (≤ 4%) nên chọn ud theo dãy số sau: 2; 2,24 ; 2,5 ; 2,8 ; 3,15 ; 3,56 ; 4 ; 4,5 ; 5 Chọn tỉ số truyền như sau: ud = 3,56 , ubr = 4 , ux = 2,61  usb = ud ubr ux = 3,56 4 2,6 = 37.166 Theo công thức 2.18 trang 21 ta có : nsb = nlv usb = 77,588.37 = 2870,756 (vòng/phút) 1.3.Chọn động cơ  Động cơ phải thỏa mãn các điều kiện sau:  Pdc ≥ Pct =3,5 (kW)  ndc ≈ nsb =2883,666 (vòng /phút)  ≤ mômen mở máy Tra bảng P1.3 trang 236 thông số động cơ được chọn: Bảng 1.1 Thông số động cơ Kiểu động cơ Công suất Tốc độ quay Cos φ η% P (kW) n (vòng/phút) 4A100S2Y3 4 2880 0,89 86,5 2,2 2,0 II PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN  Theo công thức 3.23 trang 48 tỉ số truyền hệ thống là : uht= = Phân phối tỉ số truyền hệ dẫn động cho các bộ truyền Ta có : uht = ud ubr ux Chọn ud = 3,56 ; ubr= 4 => ux = III TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ TRUYỀN 1 Công suất trên các trục  Công suất trục động cơ : Pdc = Pct = 3,499 (kW)  Công suất trên trục I (trục chủ động) : PI = Pdc.ηd = 3,499 0,95 = 3,324 (kW)  Công suất trên trục II (trục bị động) :PII = PI.ηbr.ηol = 3,324.0,97.0,993 = 3,202 (kW) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 7 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN  Công suất trên trục làm việc: Plv = PII ηx =3,202 0,92 = 2,905 (kW) 2 Số vòng quay trên các trục  Trục động cơ : ndc = 2880 (vòng / phút)  Trục I : nI = = 808,989 (vòng/phút)  Trục II : nII = (vòng/phút) (vòng/phút)  Trục làm việc: nlv = 3 Mômen xoắn trên các trục Ta có : Trục động cơ :  Trục I : 11602,59 (Nmm) 39239,35 (Nmm)  Trục II : 151196,8 (Nmm)  Trục làm việc : 358021.784 (Nmm) Tổng kết : Bảng 1.2: Thông số động lực học của hộp Trục Tỉ số truyền Động cơ I II Làm việc Thông số ud = 3,56 P(kw) 3,499 3,324 3,225 2,905 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 8 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ubr = 4 n(v/p) 2880 808,989 202,247 77,489 ux = 2,61 T(Nmm) 11620,59 39519 151196,8 358021.784 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG 9 SVTH: HOÀNG THỊ THỦY – LỚP CĐTK16.1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN PHẦN II TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI Thông số đầu vào đã biết - Tỷ số truyền của bộ truyền đai đã phân phối: ud = 3,56 - Công suất của bánh đai chủ động (lắp trực tiếp với trục động cơ nên bằng công suất cần thiết của động cơ): P1 = Pct = 3,499 - Tốc độ quay của bánh đai chủ động: n1 = ndc = 2880 vòng/phút Tính toán bộ truyền đai là tính chọn các thông số bao gồm: - Đường kính bánh đai chủ động d1 (mm), được tiêu chuẩn hóa - Đường kính bánh đai bị động d2 (mm), được tiêu chuẩn hóa - Dây đai: chiều dai đai l (m) và tiết diện dây đai (tròn, thang, răng lược, hình chữ nhật dẹt, …) Điều kiện làm việc của bộ truyền đai (kiểm nghiệm) - Vận tốc đai (vận tốc dài của một điểm bất kỳ trên dây đai)