Thuyết minh về chức năng của con lắc đơn trong ứng dụng tính vận tốc xe máy

Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 1 A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 2 I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện: 2 II. Xác định tỉ số truyền động U t của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục: 4 B. Thiết kế các bộ truyền. 6 I. Chọn vật liệu: 6 II. Xác định ứng suất cho phép: 7 III. Tính bộ truyền cấp nhanh 9 IV. Tính bộ truyền cấp chậm bộ truyền bánh răng trụ răng ngiêng : 15 B. thiết kế bộ truyền ngoài 20 C. Thiết kế trục và then 24 i . Chọn vật liệu 24 II.Tính thiết kế trục về độ bền 25 III. Tính mối ghép then . 40 IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 42 II.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 45 D. ổ lăn 47 I. Tính ổ lăn cho trục I 47 II.Tính cho trục 2 50 II. Tính cho trục III. 54 E. Nối trục đàn hồi 57 G.Tính kết cấu vỏ hộp 58 I.Vỏ hộp 58 H. Bôi trơn hộp giảm tốc 63 I. Các ph-ơng pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc 63 k- Xác định và chọn các kiểu lắp. 64 M- ph-ơng pháp lắp ráp hộp giảm tốc. 68 I-Ph-ơng pháp lắp ráp các tiết máy trên trục. 68 II- Ph-ơng pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền 68 III.Ph-ơng pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn. 68 Tài liệu tham khảo 69 Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 2 A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện: - Công suất cần thiết đ-ợc xác định theo công thức: td ct P P Trong đó: P ct là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW). P td là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW). là hiệu suất truyền động. - Hiệu suất truyền động: = T Br . C Br . ( Ol ) 3 . X Trong đó: Ol là hiệu suất của một cặp ổ lăn. c br là hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn. t br là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ. X là hiệu suất của bộ truyền xích. Thay số: = 0,97 . 0,96 . (0,99) 3 . (0,90) 2 = 0,73 - Tính p t : + Tr-ớc hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ t s = 5,87100. 8 34 100. 21 ckck lv t tt t t % t s > 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi dài hạn P ct = 21 2 2 21 2 1 tt t.Pt.P +Xác định P 1 , P 2 : Ta có lực kéo lớn nhất tác dụng lên băng tải là : F max = 9000 (N) V B = 0,4 (m/s) Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 3 P 1 = 2,7 1000 4,0.9000.2 1000 .2 B VF (kw) Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có: P 2 = 0,8P 1 = 0,8 . 7,2 = 5,76 (kw) t 1 = 4(h) t 1 = 3(h) Thay số ta có 6,6 7 3.76,54.2,7 22 td P (kw) P t = P td = 6,6(kw) P ct = 73,0 6,6 t P = 9(kw) -Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện. + Tính số vòng quay của trục tang : n lv = 350.14,3 4,0.1000.60 . .1000.60 D V t = 22(v/p) +Tỉ số truyền của cơ cấu : U t = hn U.U Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ U n =U x = 3 U h = 20 U t = 20 . 3 = 60 +Số vòng quay sơ bộ của động cơ: 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 tang. U t là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống. + Thay số : n sb = 22.60= 1320 (v/p) chọn n db = 1500 (v /p) + Chọn quy cách động cơ: - Với những số liệu đã tính đ-ợc kết hợp với yêu cầu mở máy và ph-ơng pháp lắp đặt động cơ tra bảng ta đ-ợc động cơ với ký hiệu: 4A123M4Y3 Với: P dc = 11(kw) Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 4 n dc = 1458 (v/p) cos = 0,87 = 87,5% N db = 1500(v/p) - Kiểm tra momel mở máy: dn k T T = 2 > T T mm 1,3 (Vậy điều kiện mở máy đ-ợc bảo đảm) - Kiểm tra momel quá tải: dn T T max > dn qt T T (Vậy điều kiện quá tải đ-ợc bảo đảm) II. Xác định tỉ số truyền động U t của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục: - Xác định tỷ số truyền U t của hệ thống dẫn động U t = lv dc n n Trong đó: n dc là số vòng quay của động cơ. n lv là số vòng quay của trục tang. Thay số U t = 22 1458 = 66,3 - Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U t cho các bộ truyền U t =U n .U h Bộ truyền ngoài là bộ truyền xích ta chọn U x = U n = 3,68 =>U h = n t U U = 68,3 3,66 = 18 Đây là hộp giảm tốc côn- trụ 2 cấp với U h = 18 Chọn K be = 0,28 2bd = 1,2 Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 5 1 ko = 2 ko C k = 21 22 de dw = 1,14 Theo 3.17 ta có : 4,13 .28,0.28,01 .2,1.25,2 1 25,2 1 2 1 22 o o obebe obd k k k kkk k Từ đó ta có : 33 14,1.4,13. kk c 20 Dựa vào sơ đồ hình 3-21 trang 45 TKCTM tập 1 với U h = 18 U 1 = 4,5 Mà U h = 21 U.U với U 1 là tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh U 2 là tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm Do đó : U 2 = 5,4 18 1 U U h 4 -Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục: + Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có : * Trục I P 1 = P ct . 99,0.9. 1o 8,9(Kw) n 1 =n dc /1 = 1458/1 = 1458 (v/p) 1458 9,8 .10.55.9.10.55,9 6 1 1 6 1 n p T 58000 (Nmm) *Trục II P 99,0.96,0.9,8 1 c br2 1 o P 8,45(Kw) n 5,4 1458 1 1 2 u n 324(v/p) 324 45,8 .10.55,9 6 2 T 248500(Nmm) *Trục III P 99,0.97,0.45,8 t br23 ol P 8(kw) n 3 = n 2 /U 2 = 324/4 = 81 (v/p) Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 6 81 8 .9,55.10 n p .9,55.10T 6 3 3 6 3 943200(Nmm) *Trục IV P 2 X 2 34 )9,0.(45,8.P 6,5(kw) n 4 = n 3 /U n = 81/3,68 = 22(v/p) 22 6,58 .9,55.10 n p .9,55.10T 6 4 4 6 4 2821590(Nmm) - Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau: Trục Thông số Động cơ 1 2 3 4 Công suất P kw lv 9,0 8,9 8,45 8 6,5 Tỷ số truyền U 1 4,5 4 3,68 Số vòng quay n p/v 1458 1458 324 81 22 Mô men xoắn T(Nmm) 58000 58000 248500 943200 2821590 B. Thiết kế các bộ truyền. I. Chọn vật liệu: - Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng nh- nhau . Theo bảng 6-1 chọn Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có HB = 241285 lấy giá trị HB 1 = 245 B1 = 850(Mpa) Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 7 ch1 = 580(Mpa) Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng nhỏ hơn từ 1015HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có HB = 192240 lấy giá trị HB 2 = 230 B2 = 750(Mpa) ch2 = 450(Mpa) II. Xác định ứng suất cho phép: - Chọn độ rắn bánh nhỏ HB 1 =245 ; độ rắn bánh lớn HB 2 =230 70245.2702 1 0 1lim HB H 560(Mpa) 245.8,1.8,1 1 0 1lim HB F 441(Mpa) 70230.2702 2 0 2lim HB H 530(Mpa) 230.8,1.8,1 2 0 2lim HB F 414(Mpa) - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc Theo 6-5 N 4,2 HB0H H30 thay số N Ho3 = N 4,2 1 245.30 Ho 16,3.10 6 N Ho4 =N 4,2 2 230.30 Ho 14.10 6 - Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn với tất cả các loại thép N FO = 4.10 6 - Do bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên N HE = 60.C.(T i /T max ) 3 .n i . t N FE = 60.C.(T i /T max ) mF .n i . t Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay. n là số vòng quay trong một phút. T là momel xoắn t là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét. Thay số : N HE2 = 60.1.324. 8 3.8,04.1 33 .300.5.8 = 16,1.10 7 => N HE2 >N HO2 lấy K HL2 = 1 N HE3 = N HE2 = 16,1.10 7 Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 8 => N HE3 > N HO3 lấy K HL2 = 1 N HE1 = N HE2 .U 1 =16,1.10 7 .4.5= 72,45.10 7 => N HE1 > N HO1 lấy K HL1 = 1 N HE4 = N HE3 /U 2 =16,1.10 7 / 4= 4,025.10 7 => N HE4 > N HO4 lấy K HL4 = 1 Vậy ta có: K HL1 = K HL2 = K HL3 = K HL4 = 1 áp dụng công thức 6-1a tập 1 H HL 0 limHH S K . +Sơ bộ xác định đ-ợc 1,1 1 .560 1 H 509(Mpa) 1,1 1 .530 2 H 481(Mpa) 1,1 1 .560 3 H 509(Mpa) 1,1 1 .530 4 H 481(Mpa) -Tính N FE theo công thức 6.7 N FE =60.C.(T i/ T max ) 6 .n i .t I Thay số ta có : N FE2 = ) 8 3.8.04.1 .(5.8.300.324.1.60 66 13,9.10 7 => N FE2 > N FO lấy K FL2 = 1 N FE2 = N FE3 = 13,9.10 7 => N FE3 > N FO lấy K FL3 = 1 N FE1 = N FE2 .U 1 = 62,55.10 7 => N FE1 > N FO lấy K FL1 = 1 Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 9 N FE4 = N FE3 /U 2 = 3,475.10 7 => N FE4 > N FO lấy K FL4 = 1 Vậy K FL1 = K FL2 = K FL3 = K FL4 = 1 K FC :Hệ số xét đến ảnh h-ởng đặt tải , vì tải trọng đặt ở một phía nên K FC = 1 Theo 6-2a F FL.FC 0 limFF S KK . Sơ bộ xác định đ-ợc )(5,236 75,1 1 .414 )(252 75.1 1 .441 2 1 Mpa Mpa F F )(5,236 75,1 1 .414 )(252 75.1 1 .441 4 3 Mpa Mpa F F -ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải Mpa Mpa Mpa Mpa chF chF chH chH 360450.8,0.8,0 464580.8,0.8,0 1260450.8,2.8,2 1624580.8,2.8,2 4,2 4,2max 2 3,1 3,1max 1 4,2 4,2max 3,1 3,1max III. Tính bộ truyền cấp nhanh 1. Chiều dài côn ngoài của bánh côn chủ động đ-ợc xác định theo công thức 3 2 Hbebe H1 2 Re .u.K.K1 K.T .1u.KR Trong đó : K R là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm răng và loại răng K 3 1 50100.5,0.5,0 MpaK dR K H là hệ số kể đến sự phân bố không dều tải trọng trên chiều rộng vành của bánh răng côn . Tra bảng 6-21 Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 10 K H = 1,18 K be là hệ số chiều rộng vành răng . vì U 1 =4,5>3 chọn K be = 0,28 28,02 5,4.28,0 2 . be be K uK 0,73 Thay số R 3 22 8,481.5,4.28,0.28,0118,1.58000.15,4.50 e R e = 50 . 4,6 . 0,69 = 158,7(mm) 2.Xác định các thông số ăn khớp Theo 6-52b : d 22 1 5,41 7,158.2 1 2 u R e e 69(mm) Tra bảng 6-22 => Z 1P = 15 (Răng) Số răng bánh nhỏ Z 15.6,1.6,1 11 p Z 24 (Răng) lấy Z 1 = 24 (Răng) Đ-ờng kính trung bình và mô đun trung bình d 69.28,0.5,01.5,01 11 ebem dK 59,4(mm) m 24 4,59 1 1 Z d m tm 2,47(mm) Mô đun vòng ngoài theo (6.56) m 28,0.5,01 47,2 .5,01 be tm te K m 2,87(mm) Theo bảng 6-8 tập 1 lấy trị số tiêu chuẩn m te 3(mm) Tính lại giá trị mô đun ,số răng 28,0.5,01.35,01 betetm Kmm 2,58(mm) Z 58,2 4,59 1 1 tm m m d 23 lấy Z 1 = 23 (răng) Số răng bánh lớn Z 23.5,4. 12 Zu 103,5 [...]... trong vùng ăn khớp Theo 6-63 K HV 1 Trong đó H b.d m1 với H H g 0 v d m1 u m 1 um 2.Tm1 K H K H V :vận tốc dài của bánh răng côn H:Hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn khớp go : Hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai lệch các b-ớc răng bánh 1 Theo bảng 6-15 , 6-16 ta có H g0 = Vận tốc vòng tính theo công thức 6-22 V= .d m1 n1 3,14.59,34.1458 60000 60000 Theo bảng 6-13 dùng cấp chính xác 7 Thay... 472,6Mpa Theo 6-1 ; 6-1a H H .Z v Z R K XH Với Zv :Hệ số xét đến ảnh h-ởng của vận tốc vòng KXH: Hệ số xét đến ảnh h-ởng kích th-ớc bánh răng , Nguyễn mạnh thắng lớp 43m Trang 12 Gvhd:ts đoàn yên thế đồ án môn học chi tiết máy ZR :Hệ số xét đến ảnh h-ởng của độ nhám bề mặt làm việc Trong đó: Với cấp chính xác 7 ứng với R a 2,5 1,25m Z R 0,95 Với v =2,177m/s Zv =1 Do Da ko= 1 Khoảng cách trục a=30P đến 50P => ka= 1 Vị trí trục đ-ợc điều chỉnh bằng đĩa căng hoặc con lăn xích chọn kdc= 1,1 Bộ truyền xích làm việc trong môi tr-ờng có bụi bôi... bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định dao động Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu ng-ời thiết kế chọn vật liệu chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công từ đó ta chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có : b = 600 Mpa [] = 12 (Mpa) 20 II .Tính thiết kế trục về độ bền 1 Tính sơ bộ đ-ờng kính trục Theo 10-9 tập 1 đ-ờng kính sơ bộ đ-ợc tính theo công thức sau dk 3 TK 0,2. Trong. .. phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp K HV là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp K HV 1 H b w d w 3 a với H H g 0 v w 2.T2 K H K H um Trong đó: H: hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai số ăn khớp go : hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch các b-ớc răng bánh 1 và bánh 2 Vận tốc vòng V= .d w1.n1 60000 2.a w 2.215 um 1 4 1 3,14.86.324 V 60000 Theo bảng 6-13 với V=1,46(m/s)... răng b = 47,7 (mm) d m1 Đ-ờng kính trung bình của bánh chủ động dm1= 59,34(mm) Y là hệ số kể đến độ nghiêng của răng , với răng thẳng Y= 1 Hệ số dịch chỉnh x1 = -x2 Tra bảng 6-18 và nội suy ta đ-ợc YF1=3,48 ; YF2 =3,63 K F là hệ số tải trọng khi tính về uốn : K F K F K F K FV K F hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn Tra bảng 6-21 trang 113 K F 1,34 K... độ bền mòn thì công suất tính toán Pt < [PcP] Với Pt: là công suất tính toán [PcP]: là công suất cho phép Theo 5.3 ta có PT =P.k.kzkn [PcP] Trong đó P: là công suât cần truyền kz : hệ số răng kz=Zo1/Zo2=25/23= 1,09 kn:hệ số vòng quay kn=no1/n1=50/81= 0,62 Theo 5.4 ta có k=ko.ka kdc kbt kd kc Trong đó : ko:hệ số kể đến ảnh h-ởng của vị trí bộ truyền ka :hệ số kể đến ảnh h-ởng của khoảng cách trục và... tiết máy - Xác định số răng theo công thức 6-19 tập 1 Z1 2.a w 2.215.0,96 m.u 2 1 34 1 27,5 Lấy tròn Z1 = 27 (răng) Theo 6-20 Z2 =U2.Z1 = 4.27 = 108(răng) - Tính lại góc nghiêng : m( Z1 Z 2 ) 3(27 108) cos = 0,942 2.a w 2.215 = 19,60 3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo 6-33 tập 1 ta có ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc của răng 2.T2 K H u m 1 H Z M Z H Z b w u m d 2 1 w Trong. .. a=1859,6 5,6 = 1854(mm) Theo công thức 5.14 ta tính số lần va đập của xích: I = Z1.n1/15.X = 23.81/15.140 = 0,89 (lần/ s) Theo bảng 5.9 ta có [i] với P = 44,45 (mm) thì [i] =15 vậy i < [i] thoả mãn điều va đập III Tính kiểm nghiệm xích về độ bền Tiến hành kiểm nghiệm theo hệ số an toàn S Theo 5.15 ta có công thức tính hệ số an toàn S S = Q/(kd.kt + Fo+Fv) Trong đó Q:Tải trọng phá hỏng kd:Hệ số tải trọng . liệu 24 II .Tính thiết kế trục về độ bền 25 III. Tính mối ghép then . 40 IV. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 42 II .Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 45 D. ổ lăn 47 I. Tính ổ lăn cho. động xuất hiện trong vùng ăn khớp Theo 6-63 K HH1m 1mH HV K.K.T.2 d.b. 1 với m m1m 0HH u 1u.d .v.g. Trong đó V :vận tốc dài của bánh răng côn H :Hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai. ( Ol ) 3 . X Trong đó: Ol là hiệu suất của một cặp ổ lăn. c br là hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn. t br là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ. X là hiệu suất của bộ truyền