đồánmônhọcđề tài thiết kế hệ thống cơ khí trongvậnchuyển hànghóa

CHƯƠNG I :CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐTRUYỀN1.1 Tính toán chọn động cơ điện:Chọn công suất động cơ điện:Công suất cần thiết trên trục động cơ:��� = �����: Hiệu suất truyền động c

CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Tính toán chọn động cơ điện

Chọn công suất động cơ điện:

Công suất cần thiết trên trục động cơ:

Trong đó: � �� : Công suất trên băng tải�

�:Hiệu suất truyền động chung của hệ thống

 Công suất trên băng tải:

 Vì động cơ làm việc với phụ tải thay đổi cần xác định công suất tương đương:

- Hiệu suất truyền động chung của hệ thống: η = � đ � �� � �� � �� 4 � �� = 0,95.0,96.0,97.0.995 4 1 = 0,867

� đ = 0,95 : hiệu suất bộ truyền đai

� �� = 0,96 : hiệu suất bộ truyền bánh răng nón

� �� = 0,97 : hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

Xác định số vòng quay sơ bộ:

Trong đó: � �� : Số vòng quay sơ bộ

� �ℎ : Tỷ số truyền chung của hệ thống

� �� : Số vòng quay của tang

 Tỷ số truyền chung của hệ thống:

� �ℎ = � �� � ℎ�� = (2÷4)(10÷25) = (20÷100)Trong đó: � �� = (2÷4) là tỷ số truyền của bộ truyền đai

� ℎ�� = (10÷25) là tỷ số truyền của HGT 2 cấp bánh răng nón- trụ

 Số vòng quay của tang:

� �� = 60.1000.� �� = 60.1000.1 �.300 = 63,66 (vòng/ph) Trong đó:� là vận tốc kéo cáp � = 1 ( � � )

Ta có số vòng quay động cơ thường dùng là (1000; 1500 và 3000v/p) Vậy với dải số vòng quay tính được ở trên thì ta có thể chọn 1000v/p hoặc

Dựa vào biểu đồ phân bố tải trọng ta thấy: � � �� = 1,3 (3)

Chọn động cơ điện thoả mãn:

� đ� ≥ � � �� (*) Chọn động cơ điện: Từ (1);(2) và (3) kết hợp với điều kiện (*) ta chọn:

Bảng 1.1: Thông số của động cơ 4AL100L4Y3

Kiểu động cơ Công suất

(kw) Vận tốc quay (v/p) Hiệu suất

Phân phối tỷ số truyền:

Chọn sơ bộ tỷ số truyền của bộ truyền đai dẹt: � �� = 2

Chọn sơ bộ tỷ số truyền của cặp bánh răng côn cấp nhanh:

Tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm:

Tính toán các thông số hình học

1.2.1Tính công suất trên các trục

Ta có: + Công suất trên trục công tác:� �� = 2.79 (��)

+ Công suất trên trục III:� ��� = � � ��

�� � �� = 0.995.1 2,79 = 2,804(��) + Công suất trên trục II:� �� = � � ���

�� � �� = 0,995.0,96 2,905 = 3,04(��) + Công suất trên trục động cơ : N đc = η N I ol η đ =0,995 0,95 3,04 = 3,22(kw)

1.2.2 Tính số vòng quay trên các trục:

+ Số vòng quay trên trục của động cơ:� đ � = 1420 ( �ℎ � )

+ Số vòng quay của trục I:� � = � � đ�

�� = 1420 2 = 710( �ℎ � ) + Số vòng quay của trục II: � �� = � � �

�ℎ��ℎ = 2,56 710 = 276,79 �ℎ � + Số vòng quay của trục III: � ��� = � � ��

�ℎ�� = 277,3 4,35 = 63,66 �ℎ � + Số vòng quay trên trục công tác:� �� = � � ���

1.2.3 Tính momen xoắn trên từng trục:

Bảng 1.2: phân phối tỉ số truyền và công suất:

Thông số Trục động cơ Trục I Trục II Trục III Trục công tác i � �� =2 � �� = 2,5645 � �� = 4,35 � �� = 1 n (v/ph) 1420 710 277,3 63,76 63,76

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN

Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài (bộ truyền đai dẹt)

Thiết kế bộ truyền đai dẹt của hộp giảm tốc với số liệu như sau:

 Momen trên trục của động cơ:� đ � = 21655,63(� ��)

 Tốc độ quay trên trục động cơ:� đ � = 1420 ph v

 Tỷ số truyền của bộ truyền đai:� đ = 2

Chọn đai vải cao su (Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải và cao su được sunfua hoá)

 Ưu điểm: Đai vải cao su có độ bền cao, đàn hồi tốt, ít chịu ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ và độ ẩm; truyền tải động tương đối ổn định.

 Nhược điểm: Đai vải cao su không chịu được va đập mạnh.

2.1.2 Các thông số của bộ truyền đai

 Đường kính của bánh đai nhỏ được xác định theo công thức Xaverin:

= (144,5 ÷ 170,8)(��) Chọn� 1 theo tiêu chuẩn � 1 = 160 ��, trong đó � đ � = (N mm)

Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện:

 Đường kính bánh đai lớn:

Trong đó:� đ là tỷ số truyền của bộ truyền đai � đ = 2

�là hệ số trượt ( với đai vải cao su chọn� = 0.01)

Lấy giá trị tiêu chuẩn Chọn� 2 = 320 ��.

Tỷ số truyền thực tế là:� � = � � 2

1 1−� = 160(1−0,01) 320 = 2,02 Sai lệch tỷ số truyền:Δ� = � � −� � đ đ = 2,02−2 2 100% = 1% < 3% ⟶ thoả mãn điều kiện.

 Khoảng cách trục được xác định theo công thức (4.3) trang 53:

� ≥ 1,5 ÷ 2 � 1 + � 2 = 1,5 ÷ 2 160 + 320 = (720 ÷ 960)Lấy A theo tiêu chuẩn: A = 1000 mm.

Từ khoảng cách trục A đã chọn ta có:

= 2760 (��) Tuỳ theo cách nối đai, thêm vào chiều dài tìm được trên đây một khoảng 100÷400mm.

Số vòng chạy của đai:� = � � = 2,760 11,9 = 4,3 1 � < ���� = 5 1 � ⟶thoả mãn.

 Tính góc ôm trên bánh đai nhỏ theo công thức (4.7)sách tính toán hệ dẫn động tập 1 (trang 54):

Ta thấy:� 1 > � ��� = 150 � ⟶ thoả mãn điều kiện.

 Xác định tiết diện đai và chiều rộng đai:

Chiều dày đai được chọn theo tỉ số � �

1 ≤ 40 1 (Theo bảng 4.8, đối với đai vải cao su) (sách tính toán hệ dẫn động (trang 55) Vậy

Theo bảng 4.1, trang 51, chọn loại đaiB�ℋΠ − 65không có lớp lót, có chiều dày tiêu chuẩn là � = 4��(với số lớp là 4) Ứng suất có ích được xác định theo công thức (4.10):

Trong đó:(sử dụng các bảng trong sách tính toán thiết kế hệ dẫn động tập 1)

� � � - ứng suất cho phép xác định bằng thực nghiệm đối với các loại đai Với bộ truyền đặt nằm ngang, điều chỉnh định kì lực căng, chọn� 0 1,8���, theo bảng 4.9 trang 56 ta có� 1 = 2,5; � 2 = 10nên:

� � : Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm� 1 trên bánh đai nhỏ đến khả năng kéo của đai (tra bảng 4.10) ta có:� � = 0,97(góc ôm � 1 170 � )

� � : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, (tra bảng 4.11) ta được:

� � : Hệ số xét đến sự bố trí của bộ truyền, (tra bảng 4.12) ta được:

Chiều rộng đai b được xác định theo công thức (4.8)

Trong đó:� đ = 1,2- Hệ số tải trọng động (tải trọng dao động nhẹ, tải trọng mở máy đến 150% tải trọng danh nghĩa, chế độ làm việc 2 ca) (tra bảng 4.7) Theo bảng 4.1, lấy trị số tiêu chuẩn b = 40 mm.

 Theo bảng 20.16, chiều rộng của bánh đai B = 50 mm.

 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Thiết kế các bộ truyền trong hộp

2.2.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng côn răng thẳng (cấp nhanh).

Do hộp giảm tốc ta đang thiết kế có công suất nhỏ, nên ta chọn vật liệu có độ cứng HB � ��1 do đó� ��1 = 1

Như vậy ta xác định được ứng suất tiếp xúc sơ bộ của bánh răng côn:

Ta lấy[� � ] = � �2 = 409,09���để tính toán.

Vì� ��2 > ��� = 4.10 6 do đó� ��2 = 1, tương tự � ��1 = 1 Như vậy ta xác định được ứng suất uốn sơ bộ của bánh răng côn:

 Ứng suất quá tải cho phép:

2.2.1.3 Tính bộ truyền bánh răng côn răng thẳng a) Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức (6.52a)

 � � = 0,5� đ – hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng

Với truyên động bánh răng côn răng thẳng bằng thép� đ = 100��� 1 3

 T1– momen xoắn trên trục I: T1= 40910,70 N.mm

 � �� – hệ số chiều rộng vành răng: Chọn� �� = 0,25

 � �� – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh răng côn (theo bảng 6.21) ta có:

2 − 0,25 = 0,366Trục bánh răng côn lắp trên ổ đũa, sơ đồ I, HB � = 0,24Vậy theo bảng 11.4 ta có : X0= 0,4; Y0= 0,4.cotg9,08 o = 2,5

Vậy theo bảng 11.4 ta có : X1= 1; Y1= 0

- Các hệ số : kt= 1 (nhiệt độ t < 100 o C); kđ= 1,1 (va đập nhẹ)

⇒Tải trọng động quy ước trên các ổ 0 và 1:

Vậy ta tính chọn ổ cho ổ 1 là ổ chịu tải lớn hơn: Q = Q1= 1654,14 N

Khả năng tải động của ổ:� � = � � �

Như vậy ổ đã đảm bảo khả năng tải động, ổ đã chọn là loại ổ đũa côn cỡ đặc biệt nhẹ:

Bảng 4.1: Các thông số và kích thước ổ đũa côn tại trục I

Kí hiệu d mm D mm D1 mm d 1 mm B mm C1 mm T mm r mm r1 mm α

2007106 30 55 45,4 42,2 16 14 17 1,5 0,5 9,08 23,5 19,9 b) Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Ta có Qt