BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG THẲNG RĂNG NGHIỀNG 2 CẤP NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ LỚP:
Tính chọn động cơ điện
HÌNH1.1 Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng thẳng bánh răng nghiêng 2 cấp
1.1 Chọn kiểu loại động cơ
Chọn động cơ là bước đầu tiên quan trọng trong quá trình tính toán và thiết kế máy, vì động cơ và bộ giảm tốc hoạt động độc lập Việc lựa chọn đúng loại động cơ có ảnh hưởng lớn đến thiết kế của hộp giảm tốc và các bộ truyền bên ngoài.
Để chọn đúng động cơ, cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời chú ý đến yêu cầu cụ thể của thiết bị cần dẫn động Hai thông số quan trọng cần biết để lựa chọn động cơ là công suất và mô-men xoắn.
Thông số thứ nhất là P ( công suất cần thiết trên trục động cơ)ct
Thông số thứ hai là n ( số vòng quay sơ bộ trên động cơ)sb
Sau khi đã biết được cả 2 thông số P và n chúng ta tiến hành tra bảng sẽ tìmct sb được động cơ phù hợp.
1.2 Chọn công suất động cơ ( P ) ct
Công cần thiết cho động cơ;
Với công suất của bộ phận làm việc xác định bởi công thức:
Trong đó F: lực kéo của băng tải hoặc xích tải
V: vận tốc của băng tải hoặc xích tải
Công suất tương đương(đẵng trị ) trên trục công tác:
Tra bảng tong sách hướng dẫn ta được: Ƞ=0,99 4 × 0,99 2 × 0,96 ×1 = 0,89
Tra bảng 2.1 ta được: Ƞ đ =0.96 , Ƞ ô =0.99 , Ƞ r =0.98 , Ƞ nối = 1
Vậy công suất cần thiết được tính:
Như vậy: công suất của bộ phận làm việc
Lưu ý : - Liệt kê đủ các hiệu suất thành phần.
-Phân tích kỹ điều kiện làm việc ban đầu của hệ thống chuyển động là điều kiện hở hay điều kiện kín
1.3 Chọn tốc độ đồng bộ động cơ ( n ) sb n= 60000 v zp = 60000 × 0.65 14× 31,75 ,7( v/ p ) Trong đó: v – vận tốc vòng (dài) của bộ phận công tác (băng tải, xích tải) (m/s); p – bước xích của xích tải (mm); z – số răng đĩa xích tải.
Tỉ số chuyền chung của bộ dẫn động:
Hệ truyền động cơ khí có bộ truyền Đai thang và Hộp giảm tốc cấp 2 tra Theo bảng 2.2 nên ta có ; u đ =2 ; u h =8.
Tỉ số truyền chung sơ bộ; u sb =u đ × u h =2 ×8 n sb =n ×u sb ,7× 1603,2 v p
1.4 Chọn đồng bộ thực tế
Ta có P đc ≥ P ≈ ct 4,000kW ; n đc ≥n ≈ sb 1403,2 v p
Bảng P.13: Tài liệu đồ án chi tiết Văn HỮU THỊNH trang 300
Dựa vào bảng trên ta có thể chọn được động cơ 3K112M4
1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ
Bảng P1.7: sách Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập 1
( Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)/trang 238
C công suất V vg ph / Cosφ η (%) T max
3 89 2,2 2 ¿>¿ Tổng hợp cơ bản về động cơ đã chọn
Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ Áp dụng công thức
Từ đó tính momem mở máy;momem lớn nhất;momem nhỏ nhất trên trục động cơ:
Momem cho phép của động cơ không đồng bộ ba pha:
Momem cản của động cơ:
Momem quá tải cực đại của động cơ:
-Kết luận:động cơ đã chọn thõa mãn đủ điều kiện làm việc của hệ thống.Đảm bảo vận hành mượt mà,mà không gặp khó khăn
Phân phối tỉ số truyền
2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
Tỉ số chuyền chung u= n đc n = 1440
87,7 ,41 Chọn bước tỉ số truyền đai theo dãy số sau (tương ứng với dãy trị số đường kính bánh đai tiêu chuẩn) u đ =¿¿ 2 ; 2,24 ; 2,5 ; 2,8 ; 3,15 ; 4 ; 4,5 ; 5
Vì u.41 nên chọn u đ=¿2¿ giúp bộ truyền đai có kích thước nhỏ gọn u h=¿ u u đ ¿ ==8,2
2.2 Tỉ số truyền của các bộ truyền bên trong hộp giảm tốc
Theo yêu cầu bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu, áp dụng công thức thực nghiệm u n = (1,2 ÷ 1,3) u c u h =u n × u c =1,3 u c 2 = ¿u c = √ 1,3 u h =2,04 u n = u u đ u c = 16,41 2.2,04 =4,022
Kiểm tra sai số tỉ số truyền cho phép u t ¿u đ u n u c ,409
3 Tính toán các thông số trên các trục
3.1 Tính công suất trên các trục
Công suất trên trục 3 sẽ tính từ công suất trên trục công tác chia cho hiệu suất từ trục công tác lên trục 3:
Công suất trên trục 2 sẽ tính từ công suất trên trục công tác chia cho hiệu suất từ trục công tác lên trục 2:
Công suất trên trục 1 sẽ tính từ công suất trên trục 2 chia cho hiệu suất từ trục 2 lên trục 1:
Công suất trên trục động cơ sẽ tính từ công suất trên trục 1 chia cho hiệu suất từ trục 1 lên trục động cơ:
3.2 Tính số vòng quay trên các trục
=≈ 79,55 Kiểm tra sai số trục công tác:
Sai số ¿4 % vậy thoả với điều kiện sai số cho phép
3.3 Tính mô men xoắn trên các trục
Moment xoắn theo các trục được tính theo công thức sau:
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
Thiết kế bộ truyền đai (hoặc xích)
Tiêu chuẩn GOST 1284.1 – 80; 2 – 80; 3 – 80 quy định có 7 loại tiết diện đai thang thường theo thứ tự diện tích tăng dần: O, A, , B, Ƃ Γ, Д, E. Đai hình thang chia ra 3 loại:
Thông thường với vận tốc v < 25 m/s dùng đai thang thường, v ≥
25 m/s dùng đai thang hẹp Đai thang hẹp có khả năng tải lớn hơn đai thang thường Đai thang rộng thường dùng trong các bộ biến tốc đai.
Thông số đầu vào: công suất P1 (kW), số vòng quay n1 (v/ph) và tỉ số truyền u.
Hình 3.1: kết cấu đai thang
10 hình 3.3 các thông số của đai hình thang
2.1Chọn đai thang và tiết diện đai
Cộng suất của động cơ P=4kW
Bảng 3.3 Chọn loại tiết diện đai thang
Theo công suất và số vòng quay của động xét trên bảng 3.3 ta chọn tiết diện- B
Ta chọn tiết diện đai d 1 "4 mm
Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc cho phép v max %m/ s
Chọn ε=0,02 Đường kính bánh đai lớn
Theo bảng 3.21 chọn đường kính tiêu chuẩn của d 2 =¿ 500mm
Tỷ số truyền thực tế u t = d 2 d 1 (1−ε) = 500
Tỷ số truyền u t =2,28 tra bảng 3,14 ta được a/ d 2=1,144=¿aW2
Trị số của a cần thỏa mãn điều kiện:
0,55( d 1 + d 2 ¿+ h≤ a ≤2( d 1 + d 2 ) h là chiều cao của đai thang tra bảng( 3.13) h ,5
Như vậy a thõa điều kiện 441¿572¿1448
Chọn theo tiêu chuẩn l$00mm (bảng 3.13)
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: số vòng chạy của đai trong 1 giây i= v l = 16,88 2,4 ≈ 7,03 lần/s¿[ i ]
Tính lại khoảng cách trục a theo công thức a=2l−π(d 1+d 2)+√¿¿ ¿
Thiết kế bộ truyền bánh răng (hoặc trục vít - bánh vít) cấp nhanh
Thiết kế bộ truyền bánh răng (hoặc trục vít - bánh vít) cấp chậm
Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp số giảm tốc
Kiểm tra điều kiện chạm trục
Kiểm tra sai số vận tốc
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI
Thiết kế trục
3.1.1 Tính trục theo độ bền mỏi
Hình 3.1: Khí động học cánh rotor [21] 3.1.1.1 Tính sơ bộ
3.1.2 Tính trục theo độ bền tĩnh (tính quá tải)
Nội dung thuyết minh Error: Reference source not found:
Tính chọn ổ lăn
3.2.1 Chọn phương án bố trí ổ
3.2.2 Tính ổ theo khả năng tải động
3.2.3 Tính ổ theo khả năng tải tĩnh
Tính chọn khớp nối
Tính chọn then
3.2.1 Tính chọn then cho trục I
3.2.2 Tính chọn then cho trục II
3.2.3 Tính chọn then cho trục III
CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP
Thiết kế các chi tiết phụ (chốt định vị, que thăm dầu, bu lông vòng,
CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG
4.1 Thiết kế các kích thước của vỏ hộp
4.2 Thiết kế các chi tiết phụ (chốt định vị, que thăm dầu, bu lông vòng, ) 4.2.1 Tiểu mục
Từ những dữ liệu lựa chọn ban đầu sau:
- Chọn bán kính tuabin sơ bộ: R = 0,5 m
- Trọng lượng riêng của không khí: = 1,225 kg/m 3 b) Tiểu mục
Các thông số cánh biên dạng NACA 2412 được tính toán như sau:
- Độ cong lớn nhất trên cánh: m = 2% x c = 0,02 x 238,1 = 4,8 (mm) (với chiều dài dây cung c = 238,1 mm).
Chọn các chế độ lắp trong hộp
- Tuabin gió phát ra công suất ổn định ở vận tốc 6 m/s (vận tốc gió để tuabin làm việc ổn định); a) Tiểu mục
Từ những dữ liệu lựa chọn ban đầu sau: [1]
- Chọn bán kính tuabin sơ bộ: R = 0,5 m
- Trọng lượng riêng của không khí: = 1,225 kg/m [1] 3 b) Tiểu mục
Các thông số cánh biên dạng NACA 2412 được tính toán như sau:
- Độ cong lớn nhất trên cánh: m = 2% x c = 0,02 x 238,1 = 4,8 (mm) (với chiều dài dây cung c = 238,1 mm).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo là một vấn đề quan trọng và cấp bách trong bối cảnh hiện nay Các nội dung nghiên cứu theo định hướng này đã được triển khai và đạt được nhiều kết quả đáng ghi nhận.
- Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí;
- Thiết kế các chi tiết truyền động;
- Thiết kế các chi tiết đỡ nối;
- Cấu tạo vỏ hộp, các chi tiết phụ và chọn chế độ lắp trong hộp.
- Kết quả thể hiện trên bản vẽ:
+ Bộ truyền bánh răng/ bánh vít- trục vít;
Do thời gian thực hiện đề tài và khả năng kinh phí có hạn, bên cạnh những kết quả đã đạt được, chúng tôi xin đề xuất một số ý kiến nhằm phát triển và hoàn thiện đề tài hơn nữa.
- Mở rộng những đề tài nghiên cứu, thiết kế những hệ thống…
- Nghiên cứu bổ sung hệ thống dẫn động để tăng tỉ số truyền nhưng thiết kế sao cho công suất tổn hao truyền động thấp nhất.