ĐỒ ÁN Thiết kế hệ dẫn động thang máy

M?C L?CL?I NúI d?U3PH?N I : Tớnh Toỏn d?ng h?c5I.Ch?n d?ng co51.Công suất yêu cầu52.Xác định vòng quay sơ bộ của động cơ53.Chọn động cơ64.Xác định số vòng quay, công suất, mô men trên các trục6PHầN II : THIếT Kế Bộ TRUYềN8I.Chọn vật Liệu và xác định ứng suất cho phép81.Chọn vật liệu82.Xác định ứng suất cho phép của bánh vít8II.Xác định các thông số bộ truyền91) Tính Z2 utv và q9III.Tính sơ bộ khoảng cách trục :10IV.Tính kiểm nghiệm101.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc102.Kiểm nghiệm độ bền uốn.123.Các thông số bộ truyền.124.Tính toán nhiệt.13PH?N III : Ch?n kh?p n?i, tớnh tr?c, then và ụ lan14I.Chọn phanh và khớp nối141.Tính chọn phanh142.Chọn khớp nối.153.Kiểm nghiệm khớp nối.154.Lực do khớp nối sinh ra trên trục:15II.Tính toán thiết kế trục.151.Thiết kế trục I, II.15III.Tính kiệm nghiệm trục về độ bền mỏi20IV.Tính chọn then23V.Tính chọn ổ lăn cho trục I24VI.Tính chọn sơ bộ đường kính trục II và ổ lăn trên trục II.27phần iV .tính kết cấu hộp giảm tốc281.Kết cấu bánh vít282.Kết cấu trục vít283.Kết cấu hộp giảm tốc284. Các chi tiết phụ30Ph?n V: BụI tron h?p gi?m t?c331.Bôi trơn bộ truyền332.Bôi trơn ổ lăn333.Lắp bánh răng lên trục33Ph?n VI:b?ng th?ng kờ cỏc ki?u l?p34Tài li?u tham kh?o35ĐỒ ÁN Thiết kế hệ dẫn động thang máy Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Đồ án môn học: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môn học như : Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật ... đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.

Tr ng đ i h c bách khoa h n iườ ạ ọ à ộ M C L Cụ ụ §å ¸n thiÕt kÕ c¬ khÝ GVHD : Dç §øc Nam Sinh viªn: Page 1 Tr ng i h c bỏch khoa h n i L I NúI U Tớnh toỏn thit k h dn ng c khớ l ni dung khụng th thiu trong chng trỡnh o to k s c khớ. ỏn mụn hc: N THIT K C KH l mụn hc giỳp cho sinh viờn cú th h thng hoỏ li cỏc kin thc ca cỏc mụn hc nh : Chi tit mỏy, Sc bn vt liu, Dung sai, Ch to phụi, V k thut ng thi giỳp sinh viờn lm quen dn vi cụng vic thit k v lm ỏn chun b cho vic thit k ỏn tt nghip sau ny. Hp gim tc l c cu truyn ng bng n khp trc tip, cú t s truyn khụng i v c dựng gim vn tc gúc, tng mụ men xon. Vi chc nng nh vy, ngy nay hp gim tc c s dng rng rói trong cỏc ngnh c khớ, luyn kim, hoỏ cht, trong cụng nghip úng tu Trong gii hn ca mụn hc em c giao nhim v thit k hp gim tc trc vớt mt cp . Trong quỏ trỡnh lm ỏn c s giỳp tn tỡnh ca cỏc thy trong b mụn, c bit l thy c Nam, em ó hon thnh song ỏn mụn hc ca mỡnh. Do õy l ỏn u tiờn ca khoỏ hc v vi trỡnh v thi gian cú hn nờn trong quỏ trỡnh thit k khụng th trỏnh khi nhng sai sút xy ra, em rt mong nhn c s gúp ý ca cỏc thy trong b mụn em thờm hiu bit hn v hp gim rc trc vớt cng nh cỏc kin thc v thit k cỏc b hp gim tc khỏc. Em xin chõn thnh cm n! Sinh viên thiết kế Dơng Trung Kiên (lớp CĐT2- K54) Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 2 s : 1 - 27 THI T k h d n ng thang mỏy S liu u vo : 1. Trng ti: Q 1 = 700 kg = 7000 N 2. Khi lng cabin G = 600 kg = 6000 N 3. Vn tc cabin V = 30 m/ph = 0,5 m/s 4. Thi gian phc v L h = 30000 gi 5. Gúc ụm cỏp trờn puly ma sỏt 6. Khong cỏch hai nhỏnh cỏp cc= 800 mm 7. c tớnh lm viờc : ờm Q m = 2,5 Q 1 = 1750 kg = 17500 N Q 2 = 0,7Q 1 = 490 kg = 4900 N t 1 = 2,4 min t 2 = 2,8 min t ck = 3*( t 1 + t 2 ) = 15,6 min PH N I : Tớnh Toỏn ng h c I. Chọn động cơ 1. Công suất yêu cầu a. Công suất yêu cầu trên trục puly ma sát . 4366.0,5 2,183 1000 1000 d pl F v P = = = (KW) Trong đó : Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 3 F = 1 (1 ) (1 0,42).7000 4366 1.0,93 g Q a = = (N) Với : = 0,84 0,42 2 2 = = hệ số cân bằng. 1 1 2 2 1 1 2 . . 7000.2,4 4900.2,8 0,84 ( ) 7000.5,2 + + = = = + Q t Q t Q t t hệ số điền đầy. a = 1 vì cabin treo trực tiếp với cáp. g = 0,95 fz u = 0,95 0,02 . 1 = 0,93 f = 0,02 vì ta sử dụng ổ lăn. z u = 1 vì có 1 trục puly đổi hớng. . 0,5 d v a v= = m/s b. Công suất yêu cầu động cơ : P yc = 2,183 2,756 0,792 pl P = = (KW) Với : - hiệu suất của bộ truyền = k . tv . 2 ol Trong đó trị số của các hiệu suất trên đợc tra trong bảng 2.3 với: k : hiệu suất của khớp nối, k =1; ol : hiệu suất của cặp ổ lăn, ol =0,995; tv : hiệu suất của truyền trục vít một cấp Số zen z 1 =2 nên chọn tv =0,8 = 1 . 0,8 . 0,995 2 = 0,792 2. Xác định vòng quay sơ bộ của động cơ a. Chọn sơ bộ đờng kính puly ma sát - Chọn sơ bộ số nhánh cáp z c = 3 - tính lực căng cáp: Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 4 + + = = = 1 7000 6000 4660 1.0,93.3 g c Q G S a z (N) - Chọn cáp theo hệ số an toàn Lực kéo đứt yêu cầu S d,yc = = =. 4660.12 55920 p Z S (N) Tra bảng 2.3 Bảng thông số cáp thép của hãng KONE Điều kiện : S đ S d,yc d c = 12 mm - Chọn đờng kính trục puly D 40d c =40.12 = 480 (mm) b. Tính số vòng quay trục puly = = = 60000. . 60000.0,5 20 . .480 pl av n D (v/ph) c. Chọn tỉ số truyền sơ bộ HGT trục vít có số mối ren z 1 =2 nên chọn tỉ số truyền u sb = 40. d. tính số vòng quay sơ bộ của động cơ n sb =n pl .u sb =20.40 = 800 (v/ph) 3. Chọn động cơ Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là : n db = 750 (v/ph) Tra bảng P.1.3 với: P yc =2,756 (kW) n db =750 (vòng/phút) Ta chọn đợc động cơ có ký hiệu 4A112MAB8Y3 với các thông số cơ bản sau: P dc =3,0 (kW) n dc =701 (vòng/phút) dn k T T =1,8 m dc = 56 kg d dc =32 (mm) 4. Xác định số vòng quay, công suất, mô men trên các trục a. Tính lại tỉ số truyền tỉ số truyền thực tế của hệ Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 5 = = = 701 35,05 20 dc t pl n u n Chọn u t = 35,05 b. Xác định thông số động học trên hộp giảm tốc Tốc độ quay của các trục n 1 =n dc =701 (v/ph) 1 2 701 20 35,05 tv n n u = = = (v/ph) Công suất trên các trục P 2 = P pl =2,183 (KW) 2 1 2.183 2,742 0,8.0,995 tv ol p p = = = (KW) 1 2,742 2,756 1.0,995 dc k ol p p = = = (KW) Mô men xoăn trên các trục T dc = 6 6 2,756 9,55.10 9,55.10 37546,08 701 dc dc p n = = (Nmm) T 1 = 6 6 1 1 2,742 9,55.10 9,55.10 37355,35 701 p n = = (N.mm) T 2 = 6 6 2 2 2,183 9,55.10 9,55.10 1042382,5 20 p n = = (Nmm) Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 6 Trục Tỉsố truyền Trục động cơ Trục I Trục II 1 35,05 P(kW) 2,756 2,742 2,183 n (vg/ph) 701 701 20 T(N.mm) 37546,08 37355,35 1042382,5 PH N II : THI T K B TRUY N A. đầu vào - Moomen xoắn trên trục bị động : T 2 = 1042382,5 (Nmm) - Số vòng quay tren trục chủ động: n 1 = 701 (v/ph) - Tỉ số truyền : u=u tv = 35,05 - Tuổi thọ yêu cầu : L h = 30000 giờ - Quan hệ giữa các chế độ tải : T ck = 3(t 1 + t 2 ) = 3(2,4 + 2,8) = 15,6 min 2 1 2 1 1 2,8 7 2,4 6 0,7 2,5 m t t Q Q Q Q = = = = Chế độ làm việc (CDLV) : êm B. Tính Toán thiết kế I. Chọn vật Liệu và xác định ứng suất cho phép 1. Chọn vật liệu Ta có vận tốc trợt 5 5 3 3 2 4,5.10 . . 4,5.10 .701. 1042382,5 3,2 s tv v n T = = = (m/s) Do v s < 5 nên ta dùng đồng thanh không thiếc và đồng thau để chế tạo bánh vít. Cụ thể là Đồng thanh nhôm sắt niken - Ký hiệu : pA H 10 4 4 - Cách đúc : dùng khuôn kim loại - 600 b = (MPa) - 200 ch = (MPa) 2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít a. ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ] Với v s = 3,2 m/s và bánh vít đợc lam bằng đồng thanh không thiếc nên tra bảng 7.2 ta có : - [ H ]= 220 (MPa) - Trục vít đợc làm bằng thép tôi b. ứng suất uốn cho phép ta có : [ F ] = [ FO ]K FL Trong đó : Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 7 [ FO ] : ứng suất uốn cho phép ứng với 10 6 chu kỳ : [ FO ] = 0,16 b = 96 (MPa) K FL Hệ số tuổi thọ : K FL = 6 9 10 FE N , với : N FE : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng khi tính về ứng suất uốn. 9 9 9 2 1 1 2 2 2 2 2max 1 1 60 60 i FE i i h ck ck T Q t Q t N n t n L T Q t Q t = = + ữ ữ ữ 9 9 2,4 2,8 60.20.30000 1. 0,7 . 15,6 15,6 = + = 5,8.10 6 6 9 6 10 0,82 5,8.10 FL K = = Do vậy : 96.0,82 78,72 F FO FL K = = = (MPa) c. ứng suất cho phép khi quá tải Với bánh vít làm bằng Đồng thanh sắt niken pA H 10 4 4 Thì max [ ] 2 2.200 400 H ch = = = (MPa) [ ] 0,8 0,8.200 160 F ch = = = (MPa) II. Xác định các thông số bộ truyền 1) Tính Z 2 u tv và q Ta có: Z 1 = 2 2 1 35,05.2 70,1 tv u Z = = = chọn Z 2 = 71 2 1 71 35,5 2 tv Z u Z = = = Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 8 Chọn q sơ bộ 2 (0,25 0,3) (17,75q Z= ữ = ữ 21,3) Tra bảng 7.3 ta chọn q = 20 Với v s = 3,2 m/s chọn sơ bộ CCX 8 V s =3,2 m/s và CCX 8 tra bảng 7.7 chọn K Hv = 1,2 Chọn sơ bộ : 1 . 1,2 H H H Hv K K K K = = = III. Tính sơ bộ khoảng cách trục : ( ) ( ) 2 2 3 2 2 2 3 170 [ ] 170 1042382,5.1,2 71 20 177,4( ) 71.220 20 H w T k a Z q Z H q mm = + ữ = + = ữ Lấy a w =180 (mm) Tính sơ bộ mô đun bánh vít: 2 2 2.180 3,96 20 71 w a m q z = = = + + Chọn m =4 Tính lại khoảng cách trục: a w =0,5m(Z 2 +q)=0,5.4.(71+20) = 182 (mm); Chọn a w = 185 mm Tính hệ số dịch chỉnh: w 2 max a 185 0,5( ) 0,5.(20 71) 0,75 0,7 4 x q Z x m = + = + = > = Chọn lại 2 2 1 72 72 ' 36 2 Z Z u Z = = = = Chênh lệch tỉ số truyền: ' 36 35,5 .100 .100 1,4% 4% 35,5 u u du u = = = < Với Z2 = 72 ta có hệ số dịch chỉnh: x = 0,25 mm Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 9 IV. Tính kiểm nghiệm 1. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 3 2 2 2 . 170 [ ] H H H w Z q T k Z a q + = ữ (*) Ta có: Góc vít lăn: 0 1 2 arctan( ) arctan( ) 5,57 2 20,5 w Z q x = = = + w1 ( 2 ) 4.20.5 82d m q x= + = = (mm) 1 1 0 . . .82.701 3,02 60000.cos 60000.cos5,57 w s w d n v = = = (m/s) Vậy với V s = 3,02 m/s tra bảng 7.6 chọn cấp chính xác : 8 cho bộ truyền trục vít. Do đó tra bảng 7.7 K Hv = 1,2 Nh vậy vật liệu đã chọn cho bánh vít phù hợp với điều kiện làm việc; và có [ H ]=220 (MPa). Theo bảng 7.4 ta có : 0 = 2.58 Góc vít trên trục chia : 0 1 arctan( ) 5,71 Z q = = - Xác định hiệu suất bộ truyền theo lý thuyết : 0 0 0 tan tan5,57 0,681 tan( ) tan(5,57 ) w LT w = = = + + 2,58 - Hiệu suất bộ truyền thực tế : 0,995. 0,995.0,681 0,678 LT = = = Lại có K H = K H .K Hv 3 2 2 2max 1 1 tb H Z T k T = + ữ ữ Trong đó : Z 2 = 72, 276 = (bảng 7.5). Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 10 [...]... S=27mm; D0=31,2mm; Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 31 d.Nút thông hơi A=27x2; B=15mm; C=30mm; D=15mm; E=45mm; G=36mm; H=32mm; K=4mm; L=10mm; M=8mm; N=22mm; O=6mm; P=32mm; Q=18mm; R=36mm; S=32mm; Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 32 e Que thăm dầu để kiểm tra mức dầu chọn nh hình 18 11c [II]/96, kết cấu nh hình 18.11d [II]/96 Đồ án thiết kế cơ khí GVHD :... Đức Nam Sinh viên: Page 35 Ti liu tham kho 1 Chi tiết máy ,tập I và II : Nguyễn Trọng Hiệp Nhà xuất bản giáo dục - 2001 1 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập I va II PGS TS Trịnh Chất TS Lê Văn Uyển Nhà xuất bản giáo dục - 2000 2 Hớng dẫn làm bài tập dung sai PGS TS Ninh Đức Tốn TS Đỗ Trọng Hùng Trờng ĐHBK Hà Nội 2000 Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 36 ... tại giữa vành răng dọc theo phơng trục): F kn = T Với : V 2 t T 2.150,18 = 0,2 = 800,96 Dbr 75.103 (N) T = 0,2 Tính toán thiết kế trục 1 Thiết kế trục I, II Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 14 Sơ đồ đặt lực chung Trong đó: - Ft1 lực tiếp tuyến tác dụng lên trục dẫn I ( Ft1 song song với trục II, ngợc chiều quay n1) - Ft2 lực tiếp tuyến tác dụng lên trục II ( Ft2 song song trục... 15mm b0 = 31m m Với d2 = 60 mm Chiều may ơ bánh vít: l m22 = l m23 = 1.5.d = 1 ,5.60 = 90mm l 22 = 0,5(l m22 + b0 ) + k1 + k2 = 0,5(90 + 31) + 10 + 10 = 80,5mm l 21 = 2l 22 = 80,5.2 = 161mm l 23 = l 21 + 0,5(l m23 + b0 ) + k3 + hn = 161+ 0,5.(90 + 31) + 10 + 15 = 246,5mm Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 16 Trục I Trục II Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page... mặt cắt n n tại 2 : M nx = 0; M ny = F kn l 12 = 800,96.75 = 60072(Nm ) m M n = M ny = 60072(Nm ) m Với T1 = 37355,35 (Nmm) Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 18 M td = M n2 + 0,75 12 = 600722 + 0,75.37355,352 = 68229,11Nmm T Biểu đồ mô men : Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 19 e Tính đờng kính trục tại 2 tiết diện Tại mặt cắt m m : lấy bằng đờng kính chân... 2.d j ; hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đền độ bền mỏi : tra bảng 10.7[I] = 0,05 = 0 + K dj ; K dj là các hệ số, xác định theo : K K dj = ( + K x 1) Ky K K dj = ( + K x 1 ) Ky Trong đó : Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 21 Kx là hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phu thuộc vào phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Ky là hệ số tăng bền... B = 46 mm Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 28 phn iV tớnh kt cu hp gim tc 1 Kết cấu bánh vít t 16 [II ] Từ hình vẽ 14-14 và các công thức ta có : Khoảng cách trục a = 185 mm , chiều rộng bánh vít b2 = 65 mm , chiều dài may ơ lm = 90 mm góc nghiêng = 5,710 đờng kính vòng đỉnh d a2 = 298 mm đờng kính vòng chia d2 = 288 mm đờng kính vòng đáy df2 = 280,4 mm 2 Kết cấu trục... hạn sử dụng (giờ) Khả năng tải động yêu cầu với ổ lăn: Với: Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page 25 C d yc = Q L Cd yc 1 3 1 = 718,35.1261 3 = 7762,46 ,8 N 7,76 kN < C = 37,8kN thỏa mãn b Tính chọn ổ đũa côn o Chọn loại ổ đũa côn một dãy cỡ trung rộng có : Ký hiệu : 7609 Khả năng tải động: C = 104 kN Khả năng tải tĩnh: C0 = 90,5 kN = 110 o vẽ sơ đồ ổ lăn ( sử dụng ổ lăn chữ O)... 3.18 = 54 mm Khe hở giữa các chi tiết: Giữa bánh răng với thành trong hộp Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp Giữa mặt bên các bánh răng với nhau Số lợng bulông nền Z q = K1 + 2 = 54 + 2.9 = 72 mm; (1 ữ 1,2) = 10 mm 1 (3 ữ 5) 1 = 50 mm 2 = 10 mm Z = ( L + B ) / ( 200 ữ 300) 690/ 200 = 3,45 chọn Z = 4 Lvà B : Chiều dài và rộng của hộp Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam Sinh viên: Page... vít d1 (0,8 .1 ddc = (0,8 1 ,2) ,2).32 = (25,4 38,4) Chọn d1 = 35 mm Chọn sơ bộ đờng kính bánh vít: d2 3 T2 1042382,5 =3 = 55,8mm 0,2[ ] 0,2.30 Đồ án thiết kế cơ khí GVHD : Dỗ Đức Nam , Với mm [ ] = 30 Sinh viên: Page 15 Chọn d2 = 60 mm Tra bảng 10.2[I] chọn chiều rộng của ổ lăn : b01 = 21 mm, b02 = 31 mm b Sơ đồ tính khoảng cách đối với hộp giảm tốc trục vít - Trục I Trong đó : Tra bảng 10.3[I] ta