Đồ án chi tiết máy

Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Phần 1: Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền 1.1. Xác định công suất cần thiết, Số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, chọn quy cách động cơ. 1.1.1. Chọn kiểu loại động cơ. Hiện nay có hai loại động cơ điện là động cơ điện một chiều và động cơ xoay chiều. Để thuận tiện phù hợp với lưới điện hiện nay ta chọn động cơ điện xoay chiều .Trong các loại động cơ điện xoay chiều ta chọn loại động cơ ba pha không đồng bộ rôto lεng sóc (ngắn mạch) .Với những ưu điểm: kết cấu đơn giản ,giá thành tương đối hạ ,dễ bảo quản ,làm việc tin cậy ,có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện. 1.1.2. Xác định công suất của động cơ. - Công suất cần thiết trên trục động cơ điện được xác định theo công thức. P ct = (công thức 2.8 trang 19) Trong đó: P ct Là công suất cần thiết trên trục động cơ (kW). P t Là công suất tính toán trên máy trục công tác (kW). η Là hiệu suất truyền động. - Hiệu suất truyền động theo công thức 2.9 trang 19 : η = η ol 3 . η 12 . η 34 . η đ . η kn Theo bảng 2.3 trang 21 ta chọn: η ol = 0,99 : Là hiệu suất một cặp ổ lăn η 12 = 0,95 : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn η 34 = 0,97 : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ η đ = 0,95 : Hiệu suất bộ truyền đai η kn = 1 : Hiệu suất của khớp nối Thay vào (1.1) ta được: η = 0,99 3 . 0,95. 0,97. 0,95 .1 0,85 Do làm việc tải trọng thay đổi nên ta có: = = . Trong đó: = 6,5 (kw) = = Vậy = = 0,854 . 6,5 = 5,551 (kw) = = = 6,53 (kw) 1.1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ. - Số vòng quay sơ bộ của động cơ theo công thức 2.18 trang 21 – {1}: n sb = n lv . u t Trong đó: n sb Là số vòng quay đồng bộ n lv Là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục của băng tải quay SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 1 1 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn u t Là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống Mặt khác : u t = u 12 .u 34 .u đ . Nên n sb = n lv . u 12 . u 34 . u đ .u kn Theo bảng 2.4 trang 21 – {1} ta chọn : u 12 = 2 Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng côn u 34 = 4 Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ u đ = 2,5 Tỉ số truyền của bộ truyền đai thang u kn = 1 Tỉ số truyền của khớp nối Thay vào (1.2) ta được: n sb = 65 .2 .4 .2,5 .1 = 1300(v/p) 1.1.4. Chọn quy cách động cơ. Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện: P đc >P ct ; n đc ≈ n sb (công thức 2.19 trang 22 – {1}) Theo bảng phụ lτc P1.1 trang 234 - {1}, ta chọn được động cơ có: - Kiểu động cơ : K160S4 - Công suất động cơ : P = 7,5 (Kw) - Vận tốc quay: n = 1450 (v/p) Bảng 1.1 – Bảng đặc trưng cơ - điện của động cơ Kiểu động cơ Công suất (kw) Vận tốc quay (v/p) η Khối lượng (kg) kW Mã lực 50Hz 60Hz K160S4 7,5 10 145 0 1740 0,86 87,5 5,8 2, 2 94 1.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đó chọn. a. Kiểm tra điều kiện mở máy. Khi mở máy mômen tải không được vượt quá mômen khởi động của động cơ (T < ) nếu không động cơ sẽ không chạy. Trong các catalog của động cơ đều cho tỉ số , đó cũng là một số liệu cần để tham khảo khi chọn nhãn hiệu động cơ, với điều kiện: Trong đó: – Momen mở máy của thiết bị dẫn động. = 2,2 (theo bảng 1.1 ở trên) Theo lược đồ phân bố tải trọng tác động như đó cho trong đề bài: SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 2 2 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện mở máy. b. Kiểm nghiệm động cơ theo các điều kiện làm việc. ; . 2 . T T . 6,5 = 42,81(Nm) = 0,85 .2 .42,81 = 72,777 (Nm) Có kết quả: . =50,37 (Nm) Theo số liệu động cơ đó chọn , ta có: 72,777 (Nm) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 3 3 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn So sánh kết quả: Vậy 72,777 (Nm) > = 50,37 (Nm) 1.2. Phân phối tỉ số truyền. - Xác định tỷ số truyền u t của hệ thống dẫn động u t = Trong đó: n dc Là số vòng quay của động cơ n lv Là số vòng quay của trục băng tải Thay số u t = 22,31 - Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động u t cho các bộ truyền u t = u ng .u h - Tỉ số truyền ngoài hộp: Theo bảng 2.4 trang 21 – {1} và dãy tiêu chuẩn trang 49 – {1} ta chọn : 2,24 Tỉ số truyền của bộ truyền đai Vậy : 2,24 ⇒ = = 9,96 - Tỉ số truyền trong hộp: . Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng côn. Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ . Theo công thức 3.17 trang 45 ta có : ⇒ = Chọn =1,1; =0,3; = 1,2; = ⇒ = = 12,87 ⇒ . = 12,87 . = 17,12 Theo hình 3.21 trang 45 – {1}, với = 9,96 tìm được = 3,1 ,do đó tỉ số truyền của cặp bánh răng trụ cấp chậm sẽ là : Kiểm tra lại: = . . = 2,24.3,1.3,21 = 22,29 Ta có :- u t = | 22,29-22,31| = 0,02 < 5% Vậy ta có kết quả về tỉ số truyền của các bộ truyền trong hệ thống là: Bộ truyền đai : 2,24 Bộ truyền bánh răng côn : = 3,1 Bộ truyền bánh răng trụ : = 3,21 1.3. Xác định các thông số động hδc và lực của các trục . 1.3.1. Tính tốc độ quay trên các trục . - Trục động cơ : 1450 (v/p) - Trục I : = = = 647,32 (v/p) - Trục II : = = = 215,77 (v/p) - Trục III : = = = 64,99 (v/p) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 4 4 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn 1.3.2. Tính công suất trên các trục . Gδi công suất các trục I , II , III lần lượt là có kết quả: - Công suất danh nghĩa trên trục III : = = = 6,57 (kW) - Công suất danh nghĩa trên trục II : = = = 6,84 (kW) - Công suất danh nghĩa trên trục III : = = = 7,27 (kW) - Công suất danh nghĩa trên trục động cơ : = = = 7,58 (kW) 1.3.3. Tính momen xoắn trên các trục : - Trục động cơ: = 9,55 . = 9,55 . = 49923,4(Nmm) - Trục I : = 9,55 . = 9,55 . = 107255,3 (Nmm) - Trục II : = 9,55 . = 9,55 . = 286805,4 (Nmm) - Trục III : = 9,55 . = 9,55 . = 965433,1(Nmm) Kết quả tính toán được ghi thành bảng như sau : Bảng 1-2 : Bảng số liệu động hδc và động lực hδc trên các trục của hệ thống dẫn động . SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 5 5 Động cơ I II III Công suất : P (kW) 7,58 7,27 6,48 6,57 Tỉ số truyền U 2,24 3,1 3,21 Số vòng quay (n) 1450 647,32 208,813 65,05 Moment xoắn (T) 49923,4 107255,3 296360,86 964542,66 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Phần 2: Tính toán thiết kế các bộ truyền 2.1. Thiết kế bộ truyền đai. 2.1.1. Chọn loại đai và tiết diện đai. Ở đây ta chọn loại đai vải cao su vỡ đai vải cao su gồm nhiều lớp vải và cao su có độ bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm và thường được sử dụng rộng rói. Dựa vào đặc điểm công suất của cơ cấu , = 7,58 (kW). Tra đồ thị 4.1 trang 59 ta chọn loại đai có hình thang thường Ƃ: Các thông số của đai thường loại Ƃ bảng 4.13 trang 59 : b t = 14 (mm) ; b = 17 (mm) ; h = 10,5 (mm) ; y o = 4,0 (mm) Diện tích tiết diện: A= 138 () Đường kính bánh đai nhỏ: = 140 280 (mm) Chiều dài giới hạn: l = 800 6300 (mm) b b y 40° h t o 2.1.2. Xác định các kích thước và thông số bộ truyền. a. Đường kính đai nhỏ . Chọn đường kính bánh đai nhỏ : d 1 = 1,4 . = 1,4 . 140 = 196 (mm) theo tiêu chuẩn ta chọn d 1 = 200 (mm) ( bảng 4.21 trang 63 ) Vận tốc đai : v = ( công thức trang 60) = = 15,18 (m/s) Vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc đai cho phép = 25 30 (m/s) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 6 Hình 1. ai hình thang th ngĐ ườ 6 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn b. Đường kính đai lớn. Đường kính bánh đai lớn : d 2 = d 1 . . (1-ε) = 200 .2,24 .(1 - 0,01)= 443,52 (mm) Trong đó : - tỉ số truyền ε = 0,01 ÷ 0,02 - hệ số trượt Chọn đường kính d 2 theo tiêu chuẩn, d 2 =450 (mm ) (bảng 4.21 trang 63 ) Tỉ số truyền thực tế : = ( công thức 4.10 trang 132 – {2} = = 2,27 Sai số của tỷ số truyền : u = = .100% = 1,34% <5% Vậy thỏa mãn điều kiện .Ta vẫn giữ nguyên tỷ số truyền đó chọn . c. Khoảng cách trục A và chiều dài đai L. - Chọn sơ bộ khoảng cách trục là : =1,5. = 1,5. 450 = 675 (mm) - Chiều dài sơ bộ của đai: = 2. + + (công thức 4.4 trang 131 - {2}) = 2. + + = 2394,17 (mm) Theo bảng 4.13 trang 59 ,ta chọn : l = 2500 (mm) Số vòng chạy của đai : i = = = 6,07 Vậy i =6,07 < = 10 ,thỏa mãn điều kiện. - Khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn : a = = 728,77 (mm) Kiểm tra điều kiện công thức 4-14 trang 60 ,khoảng cách trục cần thỏa mãn : 0,55.( )+ h ≤ a ≤ 2.( ) Trong đó : 0,55 .( )+ h = 368 (mm) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 7 7 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn 2.( ) = 1300 (mm) Vậy khoảng cách trục thỏa mãn điều kiện. - Góc ôm đai : = - = - = = > , vậy góc ôm thỏa mãn điều kiện. d. Xác định số đai z. Áp dụng công thức 4.16 trang 60 – {1} ta có : z = Trong đó : - = 7,58 (kW) - Công suất trên trục bánh đai chủ động - Hệ số tải trọng động ứng với trường hợp tải trọng dao động nhẹ =1 do làm việc 1 (bảng 4.7 trang 55) - = 4,61 (kw) Công suất cho phép (bảng 4.19 trang 62- {1} ) - Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm Do = (150 …180) Nên = 1 – 0,0025.(180 - ) = 0,95 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai : = = 1,116 Tra bảng 4.16 trang 61 , = 1,04 - = 1,13 Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền (bảng 4.17 trang 61 , với = 2,24 ) - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai .Ta có tỉ số : = = = 1,64 .Tra bảng 4.18 trang 61 , = 1 Thay các giá trị vào công thức ta có : z = = 1,47 (đai) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 8 8 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Lấy z = 2 e. Chiều rộng bánh đai và đường kính bánh đai. B = ( z – 1). t + 2.e (công thức 4.17 trang 63- {1 }) Trong đó : z = 2 ; t = 19 ; e = 12,5 (bảng 4.21 trang 63- {1 }) Thay số : B = 44 (mm) - Đường kính ngoài của bánh đai : + Bánh dẫn : = + 2. = 131,6 (mm) (công thức 4.18 trang 63 – {1}) + Bánh bị dẫn : = + 2. = 458,4 (mm) Trong đó : = 4,2 (bảng 4.21 trang 63 – {1}) 2.1.3. Xác định lực trong bộ truyền. a. Xác định lực vòng . = . (công thức 4.20 trang 64– {1}) Trong đó : = 0,178 (kg/m) (bảng 4.22 trang 64– {1}) ⇒ = 0,178 . = 41,02 (N) b. Xác định lực căng ban đầu. = + (công thức 4.19 trang 63– {1}) = + 41,02 = 246,42 (N) Lực căng dây mỗi đai là : = = 123,21 (N) c. Lực tác dụng lên trục . = 2 . .z . = 2 .246,42 . 2 . = 973,42 (N) d. Lực vòng có ích . = = = 499,34 (N) Lực vòng trên mỗi dây đai 249,67 (N) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 9 9 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn e . Ứng suất lớn nhất trong dây đai. = + + (công thức 4.28 trang 138 – {2}) = + 0,5. + + = + 0,5. + + E = + 0,5 . + + = 6,09 (Mpa) Trong đó : E = 100 (MPa), modun vật liệu đai (trang 139 – {2}) f. Tuổi thọ của đai. Xác định theo công thức 4.37 trang 146 – {2}: = . = . = 5205,7 (giờ) Với tuổi thọ của dây đai như vậy. Trong toàn bộ thời gian làm việc của hệ thống số lần phải thay đai là: = = 3 (lần) Bảng thông số của bộ truyền đai thang: Thông số Trị số Đường kính tang nhỏ : d 1 (mm) 200 Đường kinh tang lớn : d 2 (mm) 450 Khoảng cách trục : a (mm) 728,77 Chiều dài tiêu chuẩn : L (mm) 2500 Góc ôm đai : α 161,91 0 Số đai : z 2 Bề rộng đai : B (mm) 44 SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 10 10 [...]... (mm) = + = 225 + 97 (mm) = 322 (mm) • Sơ đồ đặt lực như hình vẽ : SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 30 30 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Fa3 Ft4 Fr3 Frd Fr4 Fa4 Fr1 Fa1 Fr2 Fa2 3.3 Xác định đường kính và chi u dài các đoạn trục 3.3.1 Tính cho trục I: Sơ đồ tính trục được chỉ ra như hình vẽ: SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 31 31 Đồ án chi tiết máy - - GVH: Huỳnh Công Lớn 1 Xác định lực... Trong đó: – momen xoắn trên bánh chủ động, = Nmm) - modun pháp trung bình , với bánh côn răng thẳng == 2,55 (mm) b -chi u rộng vành răng, b = 63 (mm) -đường kính trung bình của bánh chủ động, = (mm) = 1 -hệ số kể đến độ nghiêng của răng, với răng thẳng =0⇒ =1 , – hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2, được xác định: SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 16 16 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn = =... truyền bánh răng côn - Chi u dài côn ngoài : = 146,58 (mm) - Modun vòng ngoài : = 3 (mm) - Chi u rộng vành răng : b = 45 (mm) - Tỉ số truyền : = 3,1 - Góc nghiêng răng : =0 - Số răng của bánh răng : = 30 (răng) = 93 (răng) - Hệ số dịch chỉnh : = =0 • Theo bảng 6.19 trang 111 – {1} ta tính được : - Đường kính chia ngoài : = = 3 30 = 90 (mm) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 18 18 Đồ án chi tiết máy. .. 189 – {1} ta xác định được chi u rộng gần đúng của ổ lăn : = 35 (mm) ⇒ = 21 (mm) =45 (mm) ⇒ = 25 (mm) = 55 (mm) ⇒ = 29 (mm) - - • Xác định chi u dài mayơ bánh đai, bánh răng và khớp nối Chi u dài mayơ bánh đai : = (1,2…1,5) = (1,2…1,5) 35 = (42…52,5) Lấy = 50 (mm) Chi u dài mayơ bánh răng côn: Với bánh răng côn nhỏ: = (1,2…1,4) = (1,2…1,4) 35 = (42…49) Lấy = 45 (mm) Với bánh răng côn lớn: = (1,2…1,4)... bánh răng côn lớn: = (1,2…1,4) = (1,2…1,4) 45 = (54…62) Lấy = 60(mm) Chi u dài mayơ bánh răng trụ: Với bánh răng trụ nhỏ: = (1,2…1,5) = (1,2…1,5) 45 = (54…67,5) Lấy = 65 (mm) Với bánh răng trụ lớn: SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 29 29 Đồ án chi tiết máy - - GVH: Huỳnh Công Lớn = (1,2…1,5) = (1,2…1,5) 55 = (66…82,5) Lấy = 80(mm) Chi u dài mayơ của khớp nối: = (1,4…2,5) = (1,4…2,5) 55 = (77…137,5)... truyền = 3,1 nên chọn bánh răng côn – răng thẳng để thuận lợi cho việc chế tạo sau này SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 13 13 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn 1 Xác định chi u dài côn ngoài Chi u dài côn ngoài của bánh răng côn chủ động được xác định theo độ bền tiếp xúc.Theo công thức thiết kế 6.52a trang 112 – {1}: = Trong đó: = 0,5 – hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng và loại răng... : SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 34 34 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn = 0 ⇔ -.225 + 132,2 + 75 = 0 ⇔ = ⇔ = = 5206,88 (N) =0 ⇔ + - - =0 ⇔ = + = 7299,53 +2754,02 -5206,88 = 4846,67 (N) Theo : = 0 ; = 25952,12 (Nmm) ; = 123300,07 (Nmm) = 160696,66 (Nmm) ; = 196156,06 (Nmm) ; = 0 (Nmm) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 35 35 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Theo : = = 0 ; = 363499,79... quá tải Khi làm việc răng có thể bị quá tải (lúc mở máy và khóa máy ) với hệ số qua tải = Có thể lấy = 1 Trong đó: T – mômen xoắn danh nghĩa SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 17 17 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn – momen xoắn qua tải Vỡ vậy, khi kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại () Để tránh biến dạng dư hay gãy dòn lớp bề mặt, hay phá hỏng... cách: Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay: = 8…15 Lấy : = 15 (mm) Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp hoặc khoảng : = 5…15 Lấy: = 15 (mm) Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành lắp ổ : = 10…20 Lấy : = 15 (mm) Chi u cao lắp ổ và bulong : = 15…20 Lấy : = 20 (mm) • Xác định các chi u dài đoạn trục Theo bảng 10.4... phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng, theo bảng 6.21 trang 113 – {1} ,chọn =1,08 – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp đồng thời, với bánh răng côn – răng thẳng = 1 - hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp : =1+ (công thức 6.63 trang 116 – {1}) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 15 15 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Trong đó: . (đai) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 8 8 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Lấy z = 2 e. Chi u rộng bánh đai và đường kính bánh đai. B = ( z – 1). t + 2.e (công thức 4.17 trang. Đường kính chia ngoài : = . = 3. 30 = 90 (mm) SVTT : Nguyễn Thành Tài Lớp : CK12CD2 18 18 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn = . = 3. 93 = 279 (mm) - Góc côn chia : = ; = - Chi u cao. 107255,3 296360,86 964542,66 Đồ án chi tiết máy GVH: Huỳnh Công Lớn Phần 2: Tính toán thiết kế các bộ truyền 2.1. Thiết kế bộ truyền đai. 2.1.1. Chọn loại đai và tiết diện đai. Ở đây ta chọn