tiểu luận nguyên lý chi tiết máy đề tài tính toán hệ dẫn động xích tải

MỤC LỤC TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH .... CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .... Phân phối tỉ số truyền .... 21 Tài liệu thao khảo sách giáo trình Nguyên Lý - Chi Tiết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

KHOA CNKT OTO

TIỂU LUẬN NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY

ĐỀ TÀI: “Tính toán hệ dẫn động xích tải”

Giảng viên HD: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Sinh viên thực hiện: MSSV

ĐẶNG NGUYỄN DƯƠNG 19160049

05/2021

MỤC LỤC

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 4

I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 4

1 Chọn động cơ điện 4

2 Phân phối tỉ số truyền 5

ІІ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HỘP GIẢM TỐC: 7

1 Chọn xích con lăn 7

2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền 7

3 Tính kiểm nghiệm xích về độ bền: 9

4.Đường kính đĩa xích 10

5.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức(4.21) 10

6.Xác định lực tác dụng lên trục: 11

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG CỦA HỘP GIẢM TỐC: 12

1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 12

2 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền 14

3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 15

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 17

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC: 20

1 Chọn vật liệu 20

2 Xác định tải trọng tác dụng lên trục 21

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 21

Tài liệu thao khảo sách giáo trình Nguyên Lý - Chi Tiết Máy

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY

TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

HKII, Năm học: 2020-2021

Đề: 1 Phương án: 6

Đặng Nguyễn Dương 19160049

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1.Lực kéo trên xích tải F(N): 2800

2.Vân tốc vòng của xích tải V(m/s): 1,55

3.Số răng của xích tải Z ( răng): 9

4.Bước xích của xích tải p (mm): 110

5.Số năm làm việc a (năm): 7

6 Số ca làm việc: 2 (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc: 300 ngày/năm

7.Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @: 145 (độ)

8.Sơ đồ tải trọng như hình 2

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1 Chọn động cơ điện

Công suất trên trục công tác:

P = 𝐹𝑣

1000 = 2800.1,55

1000 = 4,34 (kW) Công suất tính:𝑃𝑡 = 𝑃(tải trọng tĩnh)

Công suất cần thiết của động cơ:

𝑝𝑐𝑡 =𝑝

𝜂=

4,34 0,88= 4,9

- ηnt: Hiệu suất nối trục

- ηbr: Hiệu suất bộ truyền bánh răng

- ηx: Hiệu suất bộ truyền xích

- ηô: Hiệu suất bộ truyền ổ lăn

Tra bảng 2.1 ta được ηđ = 0,96 (bộ truyền đai thang-để hở);ηbrt = 0,98 (bộ truyền bánh

răng trụ); ηnt = 1;ηol = 0,99 (hiệu suất của 1 cặp ổ lăn); ηx= 0,93(bộ truyền xích)

Tốc độ quay của trục công tác:

Tỉ số truyền chung sơ bộ:

Tỉ số truyền bộ truyền bánh trụ răng nghiêng của hộp giảm tốc:

uh = u

ux = 7,6

3 = 2,53 Kiểm tra sai số cho phép về tỉ số truyền :

ut = 𝑢𝑥 𝑢ℎ = 3 2,53= 7,59

∆𝑢 = |ut− u| = |7,59 − 7,6| = 0,01 < 0.09 (thỏa điều kiện sai số)

Công suất trên trục

2

ˆ 1 1

P P

1

1 2

h 2 3

4,85

4, 98(kw)

0, 99716716(v ng / ph t)1

x

P P

n n

u

n n

6 2

6 3

9, 55.10:

9, 55.10 4,89

65222(Nmm)716

9, 55.10 4, 34

439522, 7(Nmm)94.3

i i

i m

P Momenxoan T

ІІ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HỘP GIẢM TỐC:

Thông số đầu vào

-Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: @=145°

- Điều kiện làm việc quay 1 chiều, làm việc 2 ca

1 Chọn xích con lăn

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, điều kiện làm việc chịu va đập nhẹ và hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọn loại ống xích con lăn

2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền

Theo bảng 4.4 với u = 3, chọn số răng đĩa xích dẫn 𝑧1 = 25

2.1.Xác định bước xích :

-Theo công thức (5.3),công suất tính toán :

p=19,05mm thỏa mãn điều kiện bền mòn :

S = Q

kđ Ft+ Fo+ Fv =

567001.964 + 77,9 + 13= 53,8

Theo bảng 5.10 với 𝑛1 = 200𝑣/𝑝ℎ ,[s]=8,5.Vậy s>[s] :bộ truyền xích đảm bảo

Fvđ lực va đập trên 1 dãy xích (m=1: Số dãy xích)

𝐹𝑣đ = 13 10−7𝑛2𝑝3𝑚 = 13 10−7 283 19,053 = 2,54 N

Kđ = 1,2: hệ số phân bố không đều tải trọng cho 1 dãy

Ft = 964 N

Kr = 0,42: Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích (z1=25)

A= 262 (mm2): Diện tích chiếu mặt tựa bản lề A, tra bảng 5.12

Tương tự với [σH2] < [σH] với cùng vật liệu và nhiệt luyện

6.Xác định lực tác dụng lên trục:

Bước xích p (mm) 19,05

Trong đó với bộ truyền nghiêng góc lớn hơn 40 độ nên 𝑘𝑥 = 1,05

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG CỦA HỘP GIẢM TỐC:

Số liệu đầu vào:

P1 = 4,85 ( kW )

n1 = 716 (v/ph)

u = 2,53

Thời gian sử dụng : 300.5.2.6 = 18000 ( Giờ )

Tải trọng không thay đổi

1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

1.1 Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng

Bánh dẫn : chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB = 241÷ 285 có

Giới hạn chảy: σb1 = 850 MPa Giới hạn chảy: σch1 = 580 MPa Bánh bị dẫn: chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB = 192÷240 có

Giới hạn chảy: σb2 = 750 MPa Giới hạn chảy: σch2 = 450 MPa

1.2 Xác định ứng suất cho phép

Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB 180÷350

0 ×𝐾𝐹𝐶×𝐾𝐹𝐿2

𝑆𝐹 = 360×1×1

1,75 = 205,71 MPa Ứng suất quá tải cho phép:

Theo công thức 6.13 & 6.14:

[σH]max= 2,8 × 𝜎𝑐ℎ1 = 2,8 × 580 = 1624 MPa [σF1]max = 0,8 × 𝜎𝑐ℎ1 = 0,8 × 580 = 464 MPa [σF2]max = 0,8 × 𝜎𝑐ℎ2 = 0,8 × 450 = 360 MPa

2 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền

2.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Theo công thức 6.15a:

aw = Ka(u1+1)√ 𝑇1×𝐾𝐻𝛽

[𝜎𝐻] 2 ×𝑢×𝛹𝑏𝑎3

Ka = 43: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng & loại răng (răng nghiêng)

T1=64689 (Nmm): momen xoắn trên trục chủ động

[σH]= 472,725 ứng suất tiếp cho phép

𝛹ba = 0,4: Bánh răng đối xứng với các ổ trong hộp giảm tốc (tra bảng 6.6)

= 43 × (2,53 + 1)√ 64689× 1,05

472,7252×2,53×0,4

3

= 101,6(mm) Lấy aw = 102 (mm)

2.2 Xác định các thông số ăn khớp

Mođun răng:

m = (0,01 ÷ 0,02) × 𝑎𝑤 = (mm) Theo bảng 6.8 chọn mođun pháp mn = 3 mm

Vì hộp bộ truyền là bánh răng trụ răng nghiêng nên chọn 𝛽 = 100 , do

đó cos 𝛽 = 0,9848

𝑢1 100% = |2,52−2,53|

2,53 100% =0,39% ( Thỏa mãn )

3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

- Ứng suất tiếp trên bề mặt răng làm việc

σH = 𝑍𝑀 × 𝑍𝐻× 𝑍𝜀√2×𝑇1×𝐾𝐻(𝑢𝑚+1)

𝑏𝑤×𝑢×𝑑𝑤12

Trong đó:

+ 𝑍𝑀 = 274 𝑀𝑃𝑎1/3 : Hệ số ảnh hưởng đến tính vật liệu của các bánh răng

Với αt, αtw tính theo công thức ở bảng 6.11

• Đối với răng nghiêng không dịch chỉnh

19+ 1

48)] × 𝑐𝑜𝑠(9,52°) = 1,6

Zε = √1

1,6 = 0,79

- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:

- Với v < 5 (m/s) chọn: kHα = 1,16: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng

Vậy, độ bền tiếp xúc chấp nhận được

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Theo công thức 6.43:

γε = 1

𝜀𝛼 = 1

1,62 = 0,62: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Với β = 20,36°:

γβ = 1 - 𝛽

140 = 1 - 9,52°

140 = 0,9: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

- Số răng tương đương:

- Ứng suất tiếp xúc cực đại:

σH1max = σH× √𝑘𝑞𝑡 = 413 < [σH]max = 1624 MPa

- Ứng suất uốn cực đại:

𝜎F1max = 𝜎𝐹1 × 𝑘𝑞𝑡= 71 MPa < [σF1]max = 464 MPa

𝜎F2max = 𝜎𝐹2 × 𝑘𝑞𝑡 = 66 MPa < [σF2]max = 360 MPa

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC:

1 Chọn vật liệu

Chọn vật liệu chế tạo 2 trục là thép C45 thường hoá:

Giới hạn bền là: бb = 600 MPa

Giới hạn chảy là: бch = 340 MPa

Ứng suất xoắn cho phép: [τ] = 12 ÷ 20 MPa ⇒ chọn [τ] = 15 MPa Xác định sơ bộ đường kính trục, đường kính trục thứ k ứng với k = 1,2 Đường kính các trục được xác định theo công thức 10.9

d2≥ √3 𝑇2

= 3√158941 = 37,55 mm

Fx = Fr = 3706,5 N Lực tác dụng từ nối trục đàn hồi

Fk = 0,25 ×2T1

Dt = 0,25 ×2 ×64689

71 = 455,6 N

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Dựa theo bảng 10.2 trang 189 chiều rộng các ổ lăn là b01 = 19 mm và b02 =

l12 = −lc12 = −[0,5(lm12+ b01) + k3+ hn]

= −[0.5(54 + 19) + 15 + 17] = −68,5 mm

l13 = 0,5(lm13+ b01) + k1+ k2 = 0,5[(37 + 19) + 10 + 8] = 37 mm

4.1 Tính toán phản lực, momen uốn tại các tiết diện trên trục I

T: Momen xoắn trên trục

Từ công thức và biểu đồ momen ta tính được:

𝑀𝑡đ(𝐴) = 4564,05 Nmm

𝑀𝑡đ(𝐵) = 9705,5 Nmm

𝑀𝑡đ(𝐶) = 1880,3 Nmm

𝑀𝑡đ(𝐷) = 0 Nmm

4.2 Tính toán phản lực, momen uốn tại các tiết diện trên trục II

T: Momen xoắn trên trục

Từ công thức và biểu đồ momen ta tính được:

𝑀𝑡đ(𝐴) = 0 Nmm

𝑀𝑡đ(𝐵) = 31438,1 Nmm

𝑀𝑡đ(𝐶) = 3716,3 Nmm

𝑀𝑡đ(𝐷) = 3355,4 Nmm