Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3)

Công suất tương đương đẳng trị của động cơ : a.. Hiệu suất của toàn bộ hệ thống:ηΣ = ηđ... Kiểm nghiệm ứng suất.. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc... Kiểm nghiệm ứng suất uốn... Thông số th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ

2- Bộ truyền đai thang

3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển

4- Nối trục đàn hồi

Thời gian phục vụ: L = 7 (năm)

Quay một chiều, làm việc một ca, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ, một năm làm việc 240 ngày

Chế độ tải: T1 = T T2 = 0.8T T3 = 0,7T

t1 = 17 s t2 = 17 s t3 = 10 sSai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu ≤ ±5 %

1 Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ :

a Công suất đẳng trị trên xích tải:

b Hiệu suất của toàn bộ hệ thống:

ηΣ = ηđ ηbr1 ηbr2 ηkn (ηol)3

tra bảng 3.3 tài liệu [1] ta có:

ηđ = 0.95 hiệu suất bộ truyền đai

ηbr1 = ηbr2 = 0.95 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

ηol = 0.99 hiệu suất ổ lăn

ηkn = 0.99 hiệu suất khớp nối trục

vậy ηΣ = 0.8236

c Công suất đẳng trị trên trục động cơ:

8,8387

10,730,8236

dt ct

P P



(KW)

d Số vòng quay trên trục động cơ:

Số vòng quay của đĩa xích tải ( công thức 2.17 tài liệu [2] )

60000 60000.1,5

74,38 11.110

xt

v n

4A132M2Y3 có thông số như sau:

Tỷ sốtruyềnchung

Tỷ sốtruyềnhộpgiảmtốc

Tỷ sốtruyề

n bộtruyề

n đai

Tỷ sốtruyềnbánhrăng 1

Tỷ sốtruyềncặpbánhrăng 2

kn ol

P P

II

P T

b Trục sI:

 

  4,64 4,88.II 0,96.0,99

I

br ol

P P

I

P T

dc

P T

 Bảng số liệu thiết kế bộ truyền cơ khí:

Trục Động cơ Trục I Trục II Trục IIICông suất

=========

Phần 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT

716

P d

m/s

.(1 ) 225.(1 0,01)

d

d u

d

5 Tính chiều dài đai L.

- Tính sơ bộ khoảng cách trục:

a > 2(d1 + d2)=2250 mmchọn a sơ bộ = 2250 mm

- chiều dài đai:

P b

Trong đó: [ ] [ ] t t 0C C C C v 0 rVới [ ]t 0=2,17 ( tra bảng 4.7 tài liệu [1] với [ ]0

b

mmTheo tiêu chuẩn ta chọn b = 60 mm

 Giới hạn mỏi: olim1 2 170 2 250 70 570   

1

1

HO HL

HE

N K

Số chu kì làm việc cơ sở NHO :

NHO2 = 30HB2,4 = 30.2352,4 = 0,15.108 chu kì

Vì NHE2 > NHO2 do đó

6 2 2

2

1

HO HL

HE

N K

950,85(1 0,5 )

255379.1,281

0,85(1 0,5.0,285) 441,8 3,25.0,285

H e

be be H

T K d

u

Trong đó:



H K

=1,281( tra bảng 6.18 tài liệu [I] )

135,4 4,2332

e e

d m

f Chiều dài côn ngoài:

6 Kiểm nghiệm ứng suất.

a Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

Với v = 1,03 m/s, cấp chính xác 8, tra bảng 6.17 tài liệu [1] ta có :

KHV = KFV = 1,08

Ứng suất tiếp xúc:



2 1

2 1

2 1

ZM = 275 Mpa1/2 cặp bánh răng bằng thép

ZH = 1,76 khi α=200

Zε = 0,96 khi ε=1,2Thế các giá trị vào 2 ta có:

ứng suất tiếp xúc:

2 2

Vậy H 301,39 [ H]=441,8 nên bánh răng đủ bền tiếp xúc.

7 Kiểm nghiệm ứng suất uốn.

a Số răng tương đương:

z z

z z

[ ] 257,14 66,62

3,86

F F

Y



2 2

[ ] 241,7 69,06

3,5

F F

Y

Vậy F 131,19 [ ]=257,14 F nên bánh răng đủ bền uốn.

8 Thông số thiết kế bộ truyền bánh răng côn, răng thẳng

Công suất trên trục bánh răng dẫn P1(kW) = 4,88

Số vòng quay trục bánh răng dẫn n1(v/ph) = 179

Mômen xoắn trên trục bánh răng dẫn T1(Nmm) = 260358

Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng nón

răng thẳng

ubr = 3,25

Tổng số giờ làm việc Lh(giờ) = 24000

Vật liệu bánh dẫn - Độ rắn HRC = 250

Vật liệu bánh dẫn - Giới hạn bền b(MPa) = 1,8

Vật liệu bánh dẫn - Giới hạn chảy ch(MPa) =

Vật liệu bánh bị dẫn - Độ rắn HRC = 235

Vật liệu bánh bị dẫn - Giới hạn bền b(MPa) =

Vật liệu bánh bị dẫn - Giới hạn chảy ch(MPa) =

Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán [0H](MPa) = 441,8Ứng suất uốn cho phép tính toán [0F](MPa) = 241,7

Chọn hệ số tải trọng tính KH = 1,281

Chọn hệ số bề rộng bánh răng be = 0,285

Đường kính vòng chia ngoài bánh dẫn de1 (mm) =119,5

o Chọn vật liệu.

Chọn vật liệu là thép C35 có:

ứng suất cho phép

[σ] = 65 Mpa; [τ] = 20 Mpa] = 20 Mpa

Giới hạn bền σ b = 560 MPa, giới hạn chảy σ ch = 320 MPa

σ−1 = 280 Mpa; τ−1 = 140 Mpa

o Khoảng cách trục theo chiều dài

Tra bảng 10.2 tài liệu [1] với T = 260358 N.mm ta chọn:

f = 80 mm khoảng cách giữa bánh đai với ổ lăn 1

e = 95 mm khoảng cách giữa 2 ổ lăn

u = 85 mm khoảng cách giữa ổ lăn 2 và bánh răng

x = 10 mm

w = 40 mm bề rộng ổ lăn

952403.75 1618,83.175 31872 4543,7 N

0 95 80 0

.80 4653, 4.80 3918,65 N

r

a r By

d Moment tương đương tại tiết diện nguy hiểm:

 Dựa vào biểu đồ moment ta thấy tiết diền nguy hiểm tại B

Moment uốn tại B:

M d

Ta chọn các kích thước còn lại như hình:

Kiểm tra lại tiết diện:

M d

M d

 Chiều dài mayơ: l  d 50 mm, l  br 55 mm

 Điều kiện làm việc: tải va đập nhẹ

o Vật liệu: chọn vật liệu là thép 45 có:

 ứng suất cắt cho phép: [ ] 90 MPac 

 ứng suất dập cho phép: [d] 150 MPa

o chọn then bằng tại vị trí lắp bánh đai:

chọn then 2 đầu bằng ( vì nếu chọn then 2 đầu tròn tính không đủ bền ) với các thông số:

b = 10 mm, h = 8 mm, l = 40 mmkiểm tra ứng suất cắt:

1

2 2.260358

37,194 [ ] 35.40.10

c d

d d

T

d l h

o then bằng tại vị trí lắp bánh răng:

chọn then 2 đầu tròn với các thông số:

b = 10 mm, h = 8 mm, l = 45 mmkiểm tra ứng suất cắt:

1

2 2.260358

37,194 [ ].( ) 40.45.10

c br

T

d l b b

Kiểm tra ứng suất dập:

1

116, 23 [ ].( ).0, 4 40.(45 10).0, 4.8

d br

( Tại tiết diện nguy hiểm )

o Hệ số an toàn khi xét đến ứng suất pháp:

1

a

m

s K

   Mpa ( vì trục quay nên ứng suất m 0thay đổi theo chu kì đối xứng)

 Hệ số an toàn xét đến ứng suất pháp là:

280

5,336

42, 231,988

1,6

o Hệ số an toàn khi xét đến ứng suất tiếp:

1

a

m

s K

m m

m a

 Hệ số an toàn xét đến ứng suất tiếp là:

19,667,14

260358

Giới hạn bền σ b = 560 MPa, giới hạn chảy σ ch = 320 MPa

t T

Chọn nối trục vòng đàn hồi có [T] = 1000 Nm, D0 = 160 mm ( xem phần chọn nối trục )

2541618,83.75 103584 70,19 N

0 102 75 (75 179) 0

.102 75 =1990,3 N

d Moment tương đương tại tiết diện nguy hiểm:

 Dựa vào biểu đồ moment ta thấy tiết diền nguy hiểm tại D

Moment uốn tại D:

M d

Ta chọn các đường kính còn lại như hình:

Kiểm tra lại tiết diện:

M d

 Chiều dài mayơ: l  br 85 mm

 Điều kiện làm việc: tải va đập nhẹ

o Vật liệu: chọn vật liệu là thép 45 có:

 ứng suất cắt cho phép: [ ] 90 MPac 

 ứng suất dập cho phép: [d] 150 MPa

o then bằng tại vị trí lắp bánh răng:

chọn then 2 đầu tròn với các thông số:

b = 16 mm, h = 10 mm, l = 70 mmkiểm tra ứng suất cắt:

1

2 2.805673

31,08 [ ].( ) 60.(70 16).16

a

m

s K

 Hệ số an toàn xét đến ứng suất pháp là:

280

10,631,75.19,5

0,81.1,6

o Hệ số an toàn khi xét đến ứng suất tiếp:

1

a

m

s K

m m

m a

 Hệ số an toàn xét đến ứng suất tiếp là:

140

11,371,5.9,98

h Chọn nối trục:

Do các trục có sự lệch tâm nên ta chọn nối trục đàn hồi:

Tra bảng 16.10a tài liệu [2] ta chọn nối trục có các thông số như sau:

trong đó:

257,76 triệu vòng)

 Chọn [C] =40 kN > Cd = 38,56 kN

Vì đường kính vòng trong của ổ lăn là d = 45 mm

 nên ta chọn hai ổ lăn có ký hiệu là: 409 để lắp trên trục I với các thông số:

Kíhiệu ổ

d,mm

D,mm

B, mm r, mm Đường

kính bi,mm

C,kN

C0 ,kN

Lực dọc trục phụ do Lực hướng tâm gây ra tại C là:

va đập nhẹ)Chọn Kt = 1 (vì nhiệt độ làm việc dưới 100

va đập nhẹ)Chọn Kt = 1 (vì nhiệt độ làm việc dưới 100

0C)

 Ta tính được: QD = 2686,17 N

Vì QD > QB nên ta chọn ổ lăn tại D để tính

 Khả năng tải động của ổ Cd = Qm

√L = 11,535 kN

(vì tốc độ quay của trục 2 là 55 vòng/phút nên L = 79,2 triệu vòng)

 Chọn [C] =16.5 kN > Cd = 11,535 kN Đường kính trong của ổ lăn là: 55 mm

 ta chọn hai ổ lăn có ký hiệu là: 409 để lắp trên trục

I với các thông số:

Kíhiệu ổ

d,mm

D,mm

D1,mm

d1mm

B,mm

C1mm

Tmm

rmm

r1mm

α C,kN

C0 ,kN