đồ án môn học cơ sở thiết kế máy ii

LỜI MỞ ĐẦUĐồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động cơ khí, cụ thể ở đây là thiết kế hệ dẫn động động cơ, bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng trụ nghiêng, khớp nối, băn

Chọn động cơ, lập bảng thông số kỹ thuật

Chọn động cơ

1.1.1 Xác định công suất động cơ

- Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục máy công tác:

- Ta có hệ thống tải trọng thay đổi theo bậc, công suất tính toán là:

- Hiệu suất truyền động: η=¿ η ol η đ η ol η br η kn η ol ¿ 0,99.0,95.0,99.0,99.0,97.0,99 ¿ 0,89

Với η ol – hiệu suất một cặp ổ lăn, η đ – hiệu suất bộ truyền đai, η br – hiệu suất bộ truyền bánh răng, η kn – hiệu suất khớp nối trục đàn hồi; trị số của hiệu suất được tra theo bảng 2.3/19[1].

- Công suất cần thiết trên trục động cơ:

1.1.2 Xác định số vòng quay đồng bộ

- Chọn sơ bộ tỉ số truyền của các bộ truyền: ut ¿ u uhgt đ ¿ 4,5.2,5 ¿ 11,25 (ct2.15/21[1])

- Xác định số vòng quay trên trục máy công tác: nlv ¿ 60000.v

- Xác định số vòng quay sơ bộ: nsb ¿ n ulv t ¿ 123,73.11,25= 1391,9 (vòng/phút) (ct2.18/21[1])

- Ta có: P ct ¿ 3,76(kW) và n sb ¿ 1391,9(vòng/phút)

Tra bảng P.1.3 [1], ta được nđb ¿ 1420 (vòng/phút)

→ Chọn động cơ 4A100L4Y3 với Pđc ¿ 4(kW) > P ; ct nđc ¿ 1420 (vòng/phút); T k

Lập bảng thông số kỹ thuật

1.2.1 Xác định tỉ số truyền của hệ dẫn động

Theo công thức 3.23/48[1] ut ¿ n đc n lv ¿ 1420

Với n – số vòng quay của động cơ đã chọn (vòng/phút) và n – số vòng quay của trụcđc lv máy công tác (vòng/phút).

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động (u ) cho các bộ truyền t

Theo công thức 3.24[1] ta có:

- Tính lại tỉ số truyền hộp giả tốc: u = hgt u t u đ

1.2.3 Xác định công suất, mômen xoắn và số vòng quay các trục

- Công suất trục động cơ: P = đc

- Số vòng quay trục 2: n = 2 n 1 u br = 4,59 568 = 123,74 (vòng/phút)4

- Số vòng quay trục 3: n =3 n 2 3,74 (vòng/phút)

- Mômen xoắn trên các trục: T = i

Ta có bảng thông số kỹ thuật Động cơ 1 2 3

Tính toán thiết kế các bộ truyền

Bộ truyền đai

 Thông số đầu vào bộ truyền ngoài: P = 3,77 (kW) đc n đc = 1420 (vòng/phút)

 Chọn loại đai: P ¿2 nên chọn loại đai có tiết diện hình thang loại: b b t mm bmm y 0 =4mm h,5mm

 Đường kính bánh đai nhỏ:

→ thỏa mãn điều kiện v ≤ v max

 Đường kính bánh đai lớn: d 2 =u đ d 1 /(1−ε)=2,5.280/(1−0,01)p7,07mm

Chọn đường kính tiêu chuẩn: d 2 q0mm

2.1.3 Xác định khoảng cách trục và chiều dài đai

 Theo bảng 4.14, chọn sơ bộ khoảng cách trục

Theo bảng 4.13/59[1] chọn chiều dài đai tiêu chuẩn: L350 mm

- Tính lại khoảng cách trục a: a=(λ+√ λ 2 −8.Δ 2 )/4

- Góc ôm của đai trên bánh đai nhỏ: α 10 ° −57 ° (d 2−d 1) a 0 ° −57 ° (710 280− )

- P 1 : Công suất trên trục bánh đai chủ động (kW) : P 1= P đc =3,77kW

Từ bảng 4.19[1] (T62) bằng nội suy chọn: [ P 0 ] = 7,51kW

- K đ : Hệ số tải trọng động

Từ bảng 4.7 (T55) và số ca làm việc là 2

- C α : Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm α 1

- C u : Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền

- C l : Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai

- C z : Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, do P 1

Từ các thông số đã chọn thay vào công thức tính z, ta được: z= 3,77.1

Từ bảng 4.21[1] và công thức 4.17[1] trang 63, ta có: tmm , e,5mm , h 0=4,2 mm

- Đường kính ngoài bánh đai: từ công thức 4.18[1] T63 có d a = +d 2.h o (0+2.4,2)6,4mm

2.1.5 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

 Lực căng ban đầu trên 1 đai được xác định bằng công thức 4.19[1] T63:

Trong đó: F v : Lực căng do lực ly tâm sinh ra

F v =q m v 2 q m : khối lượng 1 mét chiều dài đai

 Lực tác dụng lên trục (ct 4.21[1]T64):

2 82,1N Bảng thông số của đai:

Thông số Giá trị Đường kính bánh đai nhỏ d 1(mm) 280 Đường kính bánh đai lớn d 2 (mm) 710

Chiều rộng bánh đai B (mm) 25

Lực tác dụng lên trục F r (N) 382

2.2 Bộ truyền bánh răng nghiêng

Bộ truyền bánh răng trụ nghiêng

Do hộp giảm tốc chịu công suất nhỏ nên ta chọn vật liệu nhóm I có HB ≤

+ Bánh răng nhỏ: thép 45, tôi cải thiện HB$1-285 có σ b1 0MPa ,σ ch1 X0MPa Chọn HB 1 $5HB

+ Bánh răng lớn: thép 45, tôi cải thiện HB2-240 có σ b2 u0MPa , σ ch2 E0MPa Chọn HB 2#0 HB t/m: HB 1 ≥ HB 2 +(10…15)HB

1.1 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép [ σ H ]

Theo bảng 6.2/tr94[1] với thép 45 tôi cải thiện:

Công thức 6.5/tr93 : N HO 0H HB

Công thức 6.7/tr93 : N HE `c ∑ ( T T max i ∑ t i t ) 3 n i L h

⇒N HE2 =( N u HE1 br ) =1,8.10 7 > N HO2 nên K HL 2 = 1

Theo ct6.1a/tr93[1] : Ứng suất sơ bộ [ σ H ] = σ Hlim

Vì là bánh răng trụ răng nghiêng : ⇒ [ σ H ] = [ σ HI ] + [ σ H2 ]

Theo ct6.8tr93[1] : N FE `c ∑ ( T T max i t i

Theo công thức 6.2a/tr93[1] với bộ truyền quay 1 chiều K FC =1 nên

- Ứng suất cho phép khi quá tải (ct6.13,6.14/95[1]) tính được:

2.2.3Xác định khoảng cách trục a , môđun m w

- Theo ct 6.17/tr97 m=(0,01 ÷0,02 ) a wsb =(1,35 ÷2,7 ) mm

Theo bảng 6.8/tr99 chọn mô đun pháp theo dãy tiêu chuẩn: m=1,5 (mm) Chọn sơ bộ β 0 ϵ(8 0 −20 0 )⇒cosβ=0,9848

31=4,58 Xác định chính xác β: cos β=m(Z 1+Z 2)

2.2.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

Bảng 6.5/tr96 [1]: Z M '4MPa 1/3 : hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu Theo ct6.35/105[1] : tg β b =cosα t tanβ α t =α t w =arctg (cosβ tan α ) =arctg (cos 16tan 20 ) ,75 0

⇒Z H =√ 2 cosβ sin 2 α w b = √ sin 2 cos ( 2.20,75 ( 15 ) ) =1,7 b w =ψ ba a w =0,3.135@,5mm

Theo ct6.37/tr105[1]: ε β =b w sinβ mπ @,5 sin(16) π.1,5 =2,368 1>

Theo công thức 6.38/tr105[1] : ε α =[ 1,88 3,2 − ( Z 1 1 + Z 1 2 ) ] cosβ

⇒ Z ε =√ ε 1 α = √ 1,68 1 = 0,77 Đường kính vòng lăn bánh nhỏ: d w 1 =2a w u t +1= 2.135

Với bánh răng nghiêng , v ¿ 4 tra bảng 6.13/tr106 ta được cấp chính xác 9 Tra bảng 6.14/tr106[1] với ccx 9 , v ¿2,5 ⇒k Hα =1,05

40,5.48,38 4,58 2 = 476,07 MPa -Xác định ứng suất cho phép:

Cấp chính xác là 9 ⇒ chọn mức cấp chính xác tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công độ nhám R a =2,5…1,25μm ⇒ Z R =0,95 d a