đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Đồ Án Chi Tiết Máy Thiết kế hệ dẫn động xích PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Mục Lục Mục Lục 2 1.1 Chọn động cơ: 3 Công suất làm việc: 3 Tính các thông số trên trục và lập bảng thông số động học: 4 PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI 7 (BỘ TRUYỀN XÍCH) 7 2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền: 9 PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG 13 (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG) 13 3.2.1 Ứng suất tiếp xúc [σH] và ứng suất uốn cho phép[σF]: 14 3.4 Xác định thông số ăn khớp: 17 3.5 Xác định các hệ số và một số thông số động học: 17 3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng: 18 3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng: 21 3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng: 22 4.2 Thiết kế trục 27 4.3 Xác định sơ bộ đường kính trục: 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 2 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI THUYẾT MINH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN 1.TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động cơ: +Tính công suất yêu cầu của động cơ. +Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ. +Kết hợp công suất,số vòng quay và các yêu cầu khác để chọn động cơ. Công suất làm việc: 1325.2,84 1000 . 3,763 1000 F v P KW lv = = = 1.1.1 Hiệu suất hệ dẫn động: Căn cứ vào sơ đồ kết cấu của bộ truyền và giá trị hiệu suất của các loại bộ truyền,các cặp ổ theo bảng 2.3[1] ta có +Hiệu suất nối trục k η =1 +Hiệu suất ổ lăn ol η =0,99 +Hiệu suất bộ truyền bánh răng br η =0,96 +Hiệu suất của bộ truyền xích x η =0,93 ⇒ Hiệu suất hệ dẫn động: 3 3 1.0,99 .0,96.0,93 0,866 x k ol br η η η η η = = = 1.1.2 Công suất cần thiết trên trục động cơ: 3,763 0,866 4,35 P lv P yc η = = = (Kw) 1.1.3 Số vòng quay trên trục công tác: 12.135 60000 6000.2,84 105,19 . v n lv z p = = = (v/ph) 1.1.4 Chọn tỉ số truyền sơ bộ: u sb =u x .u br Theo bảng 2.4[1] chọn sơ bộ: •Tỉ số truyền bộ truyền xích: u x =2,25 •Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng: u br =4 ⇒ u sb =u x .u br =2,25.4=9 PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 3 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 1.1.5 Số vòng quay đồng bộ của động cơ: Ta có số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ: n sb = n lv .u sb = 105,19.9=946,71 (v/ph) Số vòng quay đồng bộ của động cơ: Chọn n đb ≈n sb ⇒ n đb =1000 (v/ph) ⇒ Chọn động cơ: tra bảng P1.3[1] Chọn các thông số của động cơ điện sao : { P đc ≥P yc ; {n đb ≈ n sb Ta có: • Ký hiệu động cơ:DK.52-6 • P đc =4,5 KW • n đc =950 v/ph • d đc =35(mm) • Phân phối tỉ số truyền: Tỉ số truyền của hệ : 109,19 n 950 c u 9,03 t n lv đ = = = Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc : u br =4,5 Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài là : 9,03 t u 2 x 4,5 u u br = = = Vậy ta có • u t =9,03 • u br =4,5 • u x =2 Tính các thông số trên trục và lập bảng thông số động học: • Công suất: Công suất trên trục công tác : P ct = P lv =3,763 (KW) Công suất trên trục II : 3,763 P P 4,09( ) II . 0,99.0,93 ct X KW ol η η = = = Công suất trên trục I : PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 4 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 4,09 P P 4,30( ) I . 0,99.0,96 II KW ol br η η = = = Công suất trên trục động cơ: 4,30 P P 4,34( ) c . 0,99.1 I KW đ ol k η η = = = • Vận tốc: Số vòng quay trên trục động cơ: n đc =950 (v/ph) Số vòng quay trên trục I: n 950 c 950( / ) 1 đ n v ph I u k = = = Số vòng quay trên trục II: n 950 211,11( / ) 4,5 I n v ph II u br = = = Số vòng quay trên trục công tác: n 211,11 105,56( / ) 2 II n v ph ct u x = = = •Môment xoắn: Môment xoắn trên trục động cơ: 4,34 6 6 c 9,55.10 . 9,55.10 . 43628,42( . ) c 950 c P đ T N mm đ n đ = = = Môment xoắn trên trục I: 4,30 6 6 9,55.10 . 9,55.10 . 43226,32( . ) 950 P I T N mm I n I = = = Môment xoắn trên trục II: 211,11 4,09 6 6 9,55.10 . 9,55.10 . 185019,66( . ) P II T N mm II n II = = = Môment xoắn trên trục công tác: 3,763 105,56 6 6 9,55.10 . 9,55.10 . 340438,14( . ) P ct T N mm ct n ct = = = PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 5 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Thông sô\Trục Động cơ I II Công tác u u k =1 u br =4,5 u x =2 P(KW) 4,34 4,30 4,09 3,763 n(v/ph) 950 950 211,11 105,56 T(N.mm) 43628,42 43226,32 185019,66 340438,14 Bảng 1.1: Các thông số động học PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 6 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH) Thông số yêu cầu: 4,09( ) 185019,66( . ) 1 211,11( / ) 1 0 90 P P KW II T T N mm II n n v ph II u u x β            = = = = = = = = = 2.1 Chọn loại xích: Chọn loại xích ống con lăn. 2.2 Chọn số răng đĩa xích: Z 1 =29-2.u=29-2.2=25 ≥19 ⇒ Z 1 =25 Z 2 =u. Z 1 =2.25=50 ≤140 ⇒ Z 2 =50 2.3 Xác định bước xích: Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện P t ≤[P],trong đó: •P t -Công suất tính toán: P t =P.k.k Z .k n Ta có: Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn,có số răng và vận tốc vòng đĩa xích nhỏ là: 25 01 200( / ) 01 Z n v ph      = = Do vậy ta tính được: 25 01 1 25 1 Z k z Z = = = ,với k z -Hệ số răng. 200 01 0,95 211,11 1 n k n n = = = ,với k n -Hệ số vòng quay. PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 7 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI k=k 0 k a k đc k bt k đ . k c ,trong đó: Tra bảng 5.6[1] k 0 -Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: với β=90 0 ,ta được k 0 =1,25 k a -Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích: Chọn a=(30÷50)p ⇒ k a =1 k đc -Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: k đc =1 k bt -Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn: k bt =1,3(Bộ truyền làm việc trong môi trường có bụi,chất lỏng bôi trơn đạt yêu cầu). k đ -Hệ số tải trọng động: k đ =1,35 k c -Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền;với số ca làm việc là 2 ta có k c =1,25 ⇒ k=k 0 k a k đc k bt k đ . k c =1,25.1.1.1,3.1,35.1,25=2,74 •Công suất cần truyền:P=4,09(KW) Do vậy ta có: P t =P.k.k Z .k n =4,09.2,74.1.0,95=10,65(KW) Tra bảng 5.5[1] với điều kiện 10,65 [ ] 200( / ) 01 p p t n v ph      = ≤ = ta được: *Bước xích:p=25,4mm *Đường kính chốt:d c =7,95mm *Chiều dài ống:B=22,61mm *Công suất cho phép:[P]=11 KW 2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích: Chọn sơ bộ: a=40.p=40.25,4=1016(mm) Số mắt xích: ( ) 2 2 ( ) . 50 25 .25,4 2 2.1016 25 50 1 2 2 1 117,9 2 2 2 25,4 2 4. 4.3,14 .1016 Z Z Z Z p a x p a + − − + = + + = + + = Π Chọn số mắt xích là số chẵn:x=117,9 Tính lại khoảng cách trục: 2 2 * 1 2 1 2 2 1 2 4 2 2 2 2 25,4 50 25 25 50 50 25 * 118 118 2 1017,33( ) 4 2 2 3,14 Z Z Z Z Z Z p a x x a mm          ÷  ÷    ÷  ÷                    ÷  ÷           + + − = − + − − Π + + − = − + − − = Để xích không quá căng thì cần giảm a một lượng: * 0,003. 0,003.1017,33 3,05( )a a mm ∆ = = = Do đó: PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 8 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI * 1013,07 3,05 1014( )a a a mm = −∆ = − = Số lần va đập của xích i: Tra bảng 5.9[1] với loại xích ống con lăn,bước xích p=25,4mm ⇒ Số lần va đập cho phép của xích:[i]=30 . 25.211,11 1 1 2,98 [ ] 30 15. 15.118 Z n i i x = = = < = 2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền: [ ] . 0 Q s s k F F F v t đ = ≥ + + ,với: Q- Tải trọng hỏng:Tra bảng 5.2[1] với p=25,4mm ta được: •Q=56,7.10 3 (N) •Khối lượng 1 mét xích:q=2,6 (Kg) k đ -Hệ số tải trọng động: do chế độ làm việc trung bình ⇒ k đ =1,2 F t -Lực vòng: 1000. 1000. .60000 1000.4,09.60000 1834,1( ) . . 25.25,4.211,11 1 1 P P F N t v Z p n = = = = F v -Lực căng do lực ly tâm sinh ra: 2 2 . . 25.211,11.25,4 2 1 1 . . 2,6. 12,93( ) 60000 60000 Z n p F q v q N v      ÷  ÷  ÷     = = = = F 0 -Lực do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: 9,81. . . 0 F k q a f = ,trong đó; k f –Hệ số phụ thuộc độ võng của xích:Do β=90 0 ⇒ k f =1 ⇒ 9,81.1.2,6.1,014 25,94( ) 0 F N = = [s]-Hệ số an toàn cho phép:Tra bảng 5.10[1] với p=25,4(mm);n 1 =211,11(v/ph) ta được [s]=8,2 Do vậy: 3 56,7.10 25,31 [ ]=8,2 1,2.1834,1 25,94 12,93 . 0 Q s s k F F F đ t v = = = ≥ ⇒ + + + + thỏa mãn 2.6 Xác định thông số của đĩa xích: Đường kính vòng chia: PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 9 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 50 25,4 203,2( ) 1 180 sin sin 25 1 25,4 403,17( ) 2 180 sin sin 2 p d mm Z p d mm Z         ÷  ÷     ÷             ÷  ÷     ÷    = = = Π = = = Π Đường kính đỉnh răng: 50 180 0,5 cot 25,4. 0,5 cot 213,87( ) 1 25 1 180 0,5 cot 25,4. 0,5 cot 416,31( ) 2 2 d p g g mm a Z d p g g mm a Z              ÷    ÷   ÷                         ÷     ÷  ÷            Π = + = + = Π = + = + = Bán kính đáy răng: ' 0,5025. 0,05 1 r d = + với d 1 tra theo bảng 5.2[1] có ' 15,88 0,5025.15,88 0,05 8,03( ) 1 d r mm = ⇒ = + = Đường kính chân răng: 2 203,2 2.8,03 187,14( ) 1 1 2 403,17 2.8,03 387,11( ) 2 2 d d r mm f d d r mm f      = − = − = = − = − = •Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: 0,47 ( ) 1 . E k F K F r t H đ vđ Ak đ σ = + K đ -Hệ số tải trọng động: K đ =1,2 A-Diện tích của bản lề:Tra bảng 5.12[1] với p=25,4(mm) ta có A=180 mm 2 . k r -Hệ số ảnh hưởng của răng đĩa xích,tra ở trang 87[1] theo số răng Z 1 =25 ta có k r =0,42 k đ -Hệ số phân bố tải không đều giữa các dãy;với 1 dãy K đ =1 F vđ -Lực đập trên m dãy xích: ( ) 7 3 7 3 13.10 . . . 13.10 .211,11.25,4 .1 4,50 1 NF n p m vđ − − = = = PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 10 [...]... GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẠM QUANG HUY MTK-K53 THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 32 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 133384,80(Nmm) 39569,98(Nmm) 16642,73(Nmm) Mtd 5,89 8,55 12,42 13,97 5,47 7,48 11,17 c)Mô men uốn tổng, mô men tương đương và đường kính: PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 33 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI   2... GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 29 x ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI •Phương trình mômen tại 2-1 trong mặt phẳng (zox): ΣM 21( F ) = 0 y ⇒ F 54,5 + Fx 69,5 − Fx 3 l = 0 t2 22 ⇒ F = 2152,55 x3 •Theo phương ox: ΣFx = 0 ⇔ F − F + F + Fx = 0 x3 t 2 x1 ⇒ F = −2229,11( N ) x1 b)Biểu đồ mômen PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 30 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI y z Ft2 Fy1 0... Khoảng cách trục Số răng đĩa xích nhỏ Số răng đĩa xích lớn Vât liệu đĩa xích Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ Đường kính vòng chia đĩa xích lớn Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ Bán kính đáy Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ PHẠM QUANG HUY MTK-K53 THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Ký hiệu -p x L a Z1 Z2 Giá trị Xích ống con lăn 25,4mm... GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 12 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Lực tác dụng lên trục THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Fr 1925,81N Bảng 2.1: Các thông số của bộ truyền xích PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG) Thông số đầu vào:  P = P = 4,30( KW ) I  T = T = 43226,32( N mm) I  1  n1 = nI = 950(v / ph)  u = ubr = 4,5   Lh = 15000(h)  3.1 Chọn vật liệu làm bánh răng: Tra bảng... PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 35 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI e)Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi: Kết cấu trục cần đảm bảo hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện: sσ j sτ j sj = ≥ [s] 2 + s2 sσ j τ j Trong đó: [s] -Hệ số an toàn cho phép;[s]=2,5 sσjvà sτj -Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiếp... *Trục II: -Chi u dài mayơ bánh răng trụ: lm23=(1,2÷1,5)d2=(1,2÷1,5).35=(42÷52,5)(mm) ⇒ chọn lm23=48mm -Chi u dài mayơ đĩa xích: lm22=(1,2÷1,5)d2=(1,2÷1,5).35=(42÷52,5)(mm) ⇒ chọn lm22=48mm - Khoảng cách côngxôn trên trục II tính từ đĩa xích đến gối đỡ: lc22=0,5(lm22+b02)+k3+hn=0,5(48+21)+15+20=69,5(mm) PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 28 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI -Tra... (cos20,30o.tg10,26o ) = 9,64o b 3.5 Xác định các hệ số và một số thông số động học: •Tỉ số truyền thực tế: ut=4,348 •Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng: PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 17 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 2aw  2.125 = = 46,75(mm) d w1 =  ut + 1 4,348 + 1  d  w2 = 2.aw − d w1 = 2.125 − 46,75 = 203, 25(mm)  •Vận tốc vòng của bánh răng: Π.d n 3,14.46,75.950 w1 1... DŨNG 18 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 2T K (ut + 1) 1 H ≤ [σ ] H 2 bw ut d w1 •[σH]-Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH]cx=[σH].ZR Zv.KxH=495,46.0,95=470,69 (MPa) •ZM -Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp: Tra bảng 6.5[1] ⇒ ZM=274(MPa)1/3 •ZH -Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: 0 2cos β b = 2.cos9,64 = 1,741 Z = H sin(2αtw ) sin(2.20,300 ) σ H = Z M Z H Zε •Zε -Hệ số... MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 19 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 2.T K Yε Y Y  1 F β F1 σ = ≤ [σ ] F1 F1  bw d m  w1  σ Y  F1 F 2 ≤ [σ ] σ F 2 = F2 Y  F1  -[σF1], [σF2]-Ứng suất uốn cho phép của bánh răng chủ động và bị động: = 252.1.1,032 = 260( MPa) [σ ] = [σ ].Y Y K  F1 F1 R S xF  [σ F 2 ] = [σ F 2 ].YR YS K xF = 236,57.1.1,032 = 244(MPa)  -KF -Hệ số tải trọng khi tính về... TIẾN DŨNG 22 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Thông số Khoảng cách trục chia Khoảng cách trục Chi u rộng vành răng Số răng Ký hiệu Giá trị a 125 mm aw 125 mm bw 37,5mm Z1 25 mm Z2 98 mm d1 46,75 mm Đường kính vòng chia d2 203,25 mm dw1 46,75 mm Đường kính vòng lăn dw2 203,25 mm da1 50,75 mm Đường kính đỉnh răng da2 207,25 mm db1 43,93 mm Đường kính cơ sở db2 190,99 mm x1 0 Hệ số dịch . ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Đồ Án Chi Tiết Máy Thiết kế hệ dẫn động xích PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG. 1.1: Các thông số động học PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGUYỄN TIẾN DŨNG 6 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH) Thông số yêu. DŨNG 12 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Lực tác dụng lên trục F r 1925,81N Bảng 2.1: Các thông số của bộ truyền xích PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG