Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG 1.1. Chọn động cơ. 1.1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ Nếu gọi N là công suất trên băng tải, là hiệu suất chung, là công suất cần thiết, N®c là công suất của động cơ thì : công suất cần thiết : +) công suất trên băng tải : (kw) Trong đó: P = 9000 (N) : Lực kéo băng tải V = 0,35 (ms) : vận tốc băng tải +) Hiệu suất dẫn động : Theo sơ đồ đề bài thì : = ® . 3ol . br . kn Tra bảng 21 (Tr. 27) ta được : ) Hiệu suất một cặp ổ lăn khi được che kín : ) Hiệu suất truyền của một cặp bánh răng khi được che kín : ) Hiệu suất khớp nối : ) Hiệu suất bộ truyền đai để hở : ® = 0,95 Hiệu suất của toàn hệ thống : = ® . 3ol . br . kn = 0,95 . 0,993 . 0,96 . 1 0,88 Vậy công suất cần thiết : = (kw)
ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất cần thiết động Nếu gọi N công suất băng tải, η hiệu suất chung, N CT công suất cần thiết, N®c cơng suất động : N công suất cần thiết : N ct = η +) công suất băng tải : N = P.V 9000.0,35 = = 3,15 (kw) 1000 1000 Trong đó: P = 9000 (N) : Lực kéo băng tải V = 0,35 (m/s) : vận tốc băng tải n +) Hiệu suất dẫn động : η = ∏ηi mi i =1 Theo sơ đồ đề : η = η® η3ol ηbr ηkn Tra bảng 2-1 (Tr 27) ta : -) Hiệu suất cặp ổ lăn che kín : ηol = 0,99 -) Hiệu suất truyền cặp bánh che kín : ηbr = 0,96 -) Hiệu suất khớp nối : η kn = -) Hiệu suất truyền đai để hở : η® = 0,95 ⇒ Hiệu suất tồn hệ thống :η = η® η3ol ηbr ηkn = 0,95 0,993 0,96 ≈ 0,88 N 3,15 Vậy công suất cần thiết : N ct = η = 0,88 ≈ 3,6 (kw) 1.2.2 Chọn quy cách động +) Động chọn phải thoả mãn điều kiện : N®c > Nct ⇒ Tra bảng 2p (Tr 322) ta chọn - kiểu động : AO2 – 41 - - Cơng suất động : N®c = (kw) - số vịng quay động cơ:n®c= 1450 (vg/ph) 1.2 Xác định tỷ số truyền động chung toàn hệ thống , phân phối tỷ số truyền cho phận hệ dẫn động, lập bảng cơng suất, mơmen xoắn, số vịng quay trục 1.2.1 xác định tỷ số truyền động chung SV : VŨ VĂN DŨNG LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN ndc ta có: i = n t đó: - ndc số vòng quay động -ntlà số vòng quay tang : = ndc 60.1000.v 60.1000.0,55 = ≈ 53(vg / ph) π D 3,14.200 1450 ≈ 27 ⇒i= n = 53 t 1.2.2 Phân phối tỷ số truyền cho phận Ta có : i = i® ibr = 27 theo bảng -2 (tr 32) chuyển động đai thang ta chọn : i® = ⇒ ibr = 27 = 4,5 1.2.3 Xác định cơng suất, số vịng quay, mơmen xoắn trục +) momen xoăn Trục động cơ: N 6 đc µđc = 9,55.10 n = 9,55.10 1450 = 26,3.10 ( N mm) đc +) tính tốn với trục I - công suất trục I : N1 = Nct η® η ol = 3,6 0,95 0,99 ≈ 3,39 (kw) n 1450 dc - số vòng quay trục I : n1 = i = ≈ 242(vg / ph) d N1 - mômen xoắn trục I : µ1 = 9,55.106 n = 9,55.106 3,39 ≈ 134.10 ( N mm) 242 +) tính tốn với trục II - cơng suất trục II : N2 = N1 ηbr = 3,39 0,96 = 3,25 (kw) n 242 - số vòng quay trục II : n2 = i = 4,5 ≈ 54(vg / ph) br N2 Mơmen xoắn trục II : µ2 = 9,55.106 n = 9,55.106 3,25 ≈ 575.10 (N.mm) 54 kết tính tốn ghi bảng sau: Bảng Công suất - Tỷ số truyền - Số vịng dây – Mơmen xoắn Trục Trục động I II Thông số tỷ số truyền : i i® = ibr = 4,5 Cơng suất: N (kw) 3,6 3,39 3,25 số vòng quay:(vg/ph) 1450 242 54 3 Mơmen xoắn:µ (N.mm) 26,3.10 134.10 575.103 SV : VŨ VĂN DŨNG LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN CHƯƠNG THẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Tính truyền đai thang 2.1.1 Chỉ tiêu tính tốn Đó tiêu khả làm việc truyền động đai : +) khả kéo +) tuổi thọ đai 2.1.2 Chọn đai Ta có : vận tốc đai v = 0,35 < (m/s) công suất truyền N = 3,6 (kw) Theo bảng : 5-13 (tr.93) ta chọn đai thang loại B, thông số Loai đai B : a = 17 (mm) ; h = 10,5(mm) ; a o = 14 (mm) ho = 4,1 (mm) diện tích ngang:F = 138 (mm2) 2.1.3 Định đường kính bánh đai nhỏ D1 theo bảng 5-14 (tr.93) ta chọn D1 = 140 (mm) kiểm nghiệm vận tốc đai : v= π D1.ndc 3,14.140.1450 = ≈ 10,6 (m/s) 60.1000 60000 hình đai hình thang thoả mãn điều kiện v = 10,6 < vmax = (30 ÷ 35) m/s 2.1.4 Tính đường kính D2 bánh lớn n dc D2 = n D1 (1 − ξ ) : ndc = 1450 : số vòng quay trục dẫn n1 = 242 ξ = 0,02 ⇒ D2 = : số vòng quay trục bị dẫn : hệ số trượt đai hinh thang 1450 140(1 − 0,02) = 822 theo bảng 5-15 (tr.93) 242 ta chọn D2 = 800 (mm) +) số vòng quay thực n1' trục bị dẫn : n1' = (1 − ξ ).ndc D1 140 = (1 − 0,02).1450 ≈ 249 (vg/ph) D2 800 SV : VŨ VĂN DŨNG LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN +) số vòng quay thực trục bị dẫn sai lệch so với yêu cầu : n1' ≈ n1 n 1450 dc +) tỷ số truyền i = n' = 249 ≈ 2.1.5 Chọn sơ khoảng cách trục A theo bảng 5-16 (tr.94) Ta có i = ⇒ ta chọn A = 0,85D2 = 0,85 800 = 680 (mm) 2.1.6 Tính chiều dài L theo khoảng trục A sơ Theo công thức (5-1) ( D −D ) ( 800 − 140) ≈ 2997 π π L = 2A + ( D2 + D1 ) + = 2.680 + (800 + 140) + 4A 4.680 2 dựa vào bảng 5-12 (tr.92) ta chọn chiều dài qua lớp trung hoà : L = 3000 (mm) +) kiểm nghiệm số vòng chạy u giây : u = v 10,6.1000 = ≈ 3,5 (1/s) L 3000 thoả mãn điều kiện u = 3,5 < umax =10 2.1.7 Xác định xác khoảng cách trục A theo chiều dai đai lấy theo tiêu chuẩn công thức (5-2) 2 +) A = L − π ( D2 + D1 ) + [ L − π ( D2 + D1 )] − 8( D2 − D1 ) = 2.3000 − π (800 + 140) + [ 2.3000 − π (800 + 140)] − 8(800 − 140) ≈ 682 (mm) +) khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện sau : 0,55(D1 + D2) + h ≤ A ≤ 2(D1 + D2) ⇔ 0,55(140 + 800) + 10,5 ≤ A ≤ 2(140 + 800) ⇔ 527,5 < A = 682 < 1880 +) khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai : Amin = A - 0,015L = 682 - 0,015 3000 = 637 (mm) +) khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng : Amax = A + 0,33L = 682 + 0,33 3000 = 772 (mm) 2.1.8 Tính góc ơm α Theocơngthức(5-3)⇒ α1 = 1800 - ( D2 − D1 ) (800 − 140) 57 = 1800 − 57 ≈ 1250 A 682 α1 = 1250 > 1200 ( thoả mãn điều kiện ) 2.1.9 Xác định số đai Z cần thiết SV : VŨ VĂN DŨNG LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN +) chọn ứng suất ban đầu σ0 = 1,2 (N/mm2) trị số D1 tra bảng 5-17 (tr.95) ta tìm ứng suất có ích cho phép [σp]o = 1,51 (N/mm2) +) tra bảng 5-6 (tr.89) ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng Ct = 0,9 +) tra bảng 5-18 (tr.95) ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm Cα = 0,86 +)tra bảng 5-19 (tr.95) ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc Cv = +) tính số đai : Z ≥ [σ p ] N dc 1000 4000 = = 2,3 v.Ct Cα Cv F 1,51.10,6.0,9.0,86.1.138 o ⇔ Z ≥ 2,3 ⇒ chọn Z = 2.1.10 Định kích thước chủ yếu bánh đai +) chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2S Tra bảng (10-3) ta t = 20 ; S = 12,5 ; ho = ⇒ B = (2 -1) 20 + 2.12,5 = 45 +) Đường kính ngồi bánh đai bánh dẫn : Dn = D1 + 2ho = 140 + 2.5 = 150 +) Đườg kính ngồi bánh đai bánh bị dẫn : Dn = D2 + 2ho = 800 + 2.5 = 810 dc 2.1.11 Tính lực căng ban đầu So lực tác dụng lên trục R +) Lực căng ban đầu với đai : So = σo F = 1,2 138 =166 +) Lực tác dụng lên trục : α1 1250 = 3.166.2.sin = 883 Rđ = 3.So Z sin 2 Bảng 2: Thơng Số Thiết Kế Của Bộ Truyền Đai Hình Thang Bộ truyền đai hình thang Thơng số Kích thước tiết diện đai a x h (mm) Diện tích tiết diện F ( mm2) Đường kính bánh đai nhỏ D1 (mm) Đường kính bánh đai lớn D2 (mm) Vận tốc bánh đai v (m/s) Số vòng quay thực n1' (vg/ph) SV : VŨ VĂN DŨNG Loại B 17 x 10,5 138 140 800 10,6 249 LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN ' Số vòng quay thực ndc (vg/ph) khoảng cách sơ trục A (mm) Tỷ số truyền i Chiều dài đai L (mm) Số vòng chạy u 1s Khoảg cách trục A Xác A (mm) Khoảng cách trục Amin (mm) Khoảng cách trục Amax (mm) Góc ơm α1 (độ) ứng suất ban đầu σo (N/mm2) ứng suất có ích cho phép [σp]o (N/mm2) Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng Ct Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm Cα Hệ số xét đến ảnh hưởng vân tốc Cv Số đai Z (chiếc) Chiều rộng bánh đai B (mm) Đường kính ngồi bánh dẫn Dn (mm) Đường kính ngồi bánh bị dẫn Dn (mm) Lực căng ban đầu So (N) Lực tác dụng lên trục Rđ (N) dc 1450 680 3000 3,5 682 637 772 125 1,2 1,51 0,9 0,86 45 150 810 166 883 2.2 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng 2.2.1.Chỉ tiêu tính tốn Trong q trình làm việc, bánh bị hỏng mặt nhiều chỗ tróc rỗ , mịn, hỏng chân dẫn đến gẫy… nguy hiểm tróc rỗ mặt gẫy Đó pha hỏng mỏi tác dụng lâu dài ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn thay đổi có chu kỳ gây nên Ngồi bị biến dạng dễ gẫy giòn lớp bề mặt , phá hỏng tĩnh chân răng.Vì thiết kế cần tiến hành tính truyển động bánh theo tiêu sau : +) Độ bền tiếp xúc +) Độ bền uốn +) Kiểm nghiệm độ tải 2.2.2 Chọn vật liệu chế tạo bánh SV : VŨ VĂN DŨNG LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN +) bánh nhỏ : ta chọn thép 45 thường hoá đường kính phơi (100 ÷ 300)mm tra bảng 3-8 (Tr.40) ta biết tính loại thép : σbk = 580 (N/mm2) ; σch = 290 (N/mm2) ; HB = 200, +) bánh lớn : ta chọn thép 40 thương hố đướng kính phơi (300 ÷ 500)mm tra bảng 3-8 (Tr.40) ta biết tính loại thép : σbk = 520 (N/mm2) ; σch = 260 (N/mm2) ; HB = 170 2.2.3 Định ứng suất cho phép +) Số chu kỳ làm việc bánh lớn : N2 = 60 u.n2.T u =1 : số lần ăn khớp bánh quay 1vòng n1 242 n2 = i = 4,5 = 54 (vg/ph) số vòng quay phút br bánh T = 5.300.3.7 = 31500 (h) tổng số thời gian làm việc ⇒ N2 = 60 1.54.31500 = 102,06.106 : +) Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ : N1 = i.N2 = 4,5 102,06.106 = 459,27.106 N1 N2 lớn hớn số chu kỳ sở (No = 107) đường cong mỏi tiếp ' xúc đường cong mỏi uốn nên bánh nhỏ bánh lớn lấy k N '' kN = *) ứng suất tiếp xúc cho phép tra bảng 3-9 (Tr.43) +) bánh nhỏ : [σ]tx1 = 2,6 200 = 520 (N/mm2) +) bánh lớn : [σ]tx2 = 2,6 170 = 442 (N/mm2) +) Lấy trị số nhỏ [σ]tx2 = 442 N/mm2 để tính tốn Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 hệ số tập trung ứng suất chân Kσ = 1,8 (vì thép thường hố , phơi rèn), giới hạn mỏi thép 45 σ-1 = 0,43.σbk = 0,43 580 = 249,4 (N/mm2), thép 40 σ-1 = 0,43.σbk = 0,43 520 = 223,6 (N/mm2) *) ứng suất uốn cho phép theo công thức 3-5 (Tr.42) băng tải làm việc chiều '' (1,4 ÷ 1,6).σ −1.k N 1,5.249,4.1 = = 138,5 (N/mm2) +) bánh nhỏ : [σ]u1 = n.Kσ 1,5.1,8 1,5.223,6.1 +) bánh lớn : [σ]u2 = 1,5.1,8 = 124,2 (N/mm2) 2.2.4 Sơ chọn hệ số tải trọng K = 1,3 SV : VŨ VĂN DŨNG LỚP : CĐCK K4 ĐỒ ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY GVHD: MẠC DIÊN THIỆN 2.2.5.Chọn hệ số chiều rộng báh ΨA = 0,4 2.2.6.Tính khoảng cách trục A cơng thức 3-9 (Tr.45) A ≥ (i ± ) 1,05.10 [σ ] i tx K N ct Ψ n = (4,5 − 1) A 1,05.10 442.4,5 1,3.3,6 0,4.54 = 137 mm Lấy A = 212mm 2.2.7 Tính vận tốc vịng chọn cấp xác chế tạo bánh π d n 3,14.77.54 = = 0,2 (m/s) 60000 60000 2A 2.212 : d = (i + 1) = (4,5 + 1) = 77 +) vận tốc vòng v = với v =0,2(m/s)