Nghiên cứu chi tiết máy

chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Đề số:13 Thiết kế hệ dẫn động băng tải v f Z.p 5 4 2 3 1 3s t1 t2 tck t T2 Tmm T1 T 1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 5. Xích tải 2. Nối trục đàn hồi 4. Bộ truyền xích Số liệu cho tr-ớc: 1. Lực kéo băng tải: F=9500 (N) 2. Vận tốc băng tải: v=0.45 (m/s) 3. Đ-ờng kính tang D=350(mm) 4. Thời hạn phục vụ: l h =21.000 (h) 5. Số ca làm việc: soca= 2 6. Góc nghiêng đ-ờng nối tâm bộ truyền ngoài: 8. Đặc tính làm việc: va đập nhẹ Khối l-ợng thiết kế: 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A 0 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A 3 1 bản thuyết minh T mm = 1,5T 1 T 2 = 0,8T 1 t 1 = 4 (h) t 2 = 3 (h) t ck = 8 (h) t mm =3s Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 1.1 Tính toán động học Công suất làm việc trên trục công tác là: 1000 F.v P lv Trong đó: F: lực kéo băng tải (N) ; v: vận tốc băng tải (m/s) Thay số: 4,28(kw) 1000 9500.0,45 P lv Do băng tải làm việc tải trọng thay đổi nên ta có công suất t-ơng đ-ơng : ck i 2 1 i lvtd t t T T PP thay số ta có 3.68.1 2 1 8 3 .0.84.28.P 2 2 td Công suất cần thiết của động cơ là : td ct P P (1) = 1 . 2 . 3 . = k . 3 ol . 2 br . x . ol Trong đó k : hiệu suất nối trục di động, ol : hiệu suất 1 cặp ổ lăn ( do có 3 cặp ổ lăn), br : hiệu suất 1 cặp bánh răng trong hộp giảm tốc ( do có 2 cặp bánh răng), x : hiệu suất truyền động xích. Tra bảng 2.3 ta đ-ợc: k : = 0,99 ol : = 0,99 br : = 0,97 x : = 0,95 = 0,99.0,99 3 .0,96 2 .0,95.0,9 = 0,85 thay vào công thức (1) ta có : 4,33(kw) 0,85 3,68 P ct * Tính số vòng động cơ : h)24,57(vg/p 3,14.350 4560.1000.0, .D 60.1000.v n lv Ta có : sblvsb .unn Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Với ngoaihopsb .uuu : với bộ truyền trong là bánh răng trụ 2 cấp và bộ truyền ngoài là bộ truyền xích ta chọn : u ngoai =3 ; u trong =20. Suy ra n sb =20.3.24,57= 1474(vòng/phút). Theo bảng P1.1 phụ lục với phvn KwP sb ct /1474 33,4 ta chọn động cơ K123M4 có các thông số nh- sau: P dn =5,5(Kw) n đc =1445(v/ph) D=32(mm) 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tính tỷ số truyền của hệ ct dc n n u Nh- trên ta có: )/(1445 phvgn dc )/(57,24 phvgn ct 81,58 57,24 1445 u chọn tr-ớc 3u ng suy ra 19,60 3 58,81 u u u ng h Phân phối tỷ số truyền cho các cấp trong hộp: 2 .uuu 1h với 21 1,3)u(1,2u chọn 92.3 00.5 2 1 u u 1.3 Tính toán các thông số và điền vào bảng với )(28,4 kwP lv 4,98(kw) 0,97.0,99 4,78 . P P 4,78(kw) 0,99.0,97 4,59 . P P 4,59(kw) 0,990,99.0,95. 4,28 P P olbr 2 1 olbr 3 2 olxol lv 3 )(03,5 99,0 98,4 1 kw P P k dc Tốc độ các trục )/(25 3 74 )/(74 92,3 289 )/(289 00.5 1445 3 2 2 3 1 1 2 phvg u n n phvg u n n phvg u n n x ct Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp * Momen xoắn trên các trục m)592487(N.m 74 4,59 .9,55.10T m)157955(N.m 289 4,78 .9,55.10T )32899(N.mm 1445 4,98 .9,55.10T n P .9,55.10T 6 3 6 2 6 1 i i 6 i Trục Động cơ I II III Công tác P(kw) 5,5 dc P 4,98 4,78 4,59 28,4 TS truyền 00,5 1 u 92,3 2 u 3 3 u N(vg/ph) 1445 1445 1 n 289 2 n 74 3 n 25 ct n T(mm) 32899 1 T 157955 2 T 592487 3 T Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Phần II Thiết kế các bộ truyền 2.1 Tính toán bộ truyền cấp nhanh: (Bánh trụ răng nghiêng, tính cho hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh). 2.1.1 Chọn vật liệu - Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu cầu đặc biệt gì về vật liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp nh- nhau : cụ thể chọn thép 45 tôi cải thiện, phôi rèn. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 15 đơn vị HBHH )1510( 21 Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độn rắn HB 1 = 245. )(580 )(850 1 1 MPA MPA ch b Bánh lớn : HB 2 = 230 )(450 )(750 2 2 MPA MPA ch b 2.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm . FLFCXHSR F HLim F HLXHvr H H KKKYY S KKZZ S 0 0 0 Trong đó : r Z : hệ số xét đến độ nhẵn của mặt răng làm việc, v Z : hệ số xét đến ảnh h-ởng của vận tốc vòng, XH K : hệ số xét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc bánh răng, R Y : hệ số xét đến ảnh h-ởng của độ nhám mặt l-ợn chân răng, S Y : hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất, XF K : hệ số xét đến kích th-ớc bánh răng ảnh h-ởng đến độ bền uốn. Trong b-ớc tính thiết kế sơ bộ lấy 1 XHVR KZZ và 1 XFSR KYY Do đó: H HL o HH S K . lim F FL FC o FLimF S K K Trong đó: o HLim và o FLim là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, FH SS , : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, FC K : Hệ số xét đến ảnh h-ởng đặt tải, FLHL KK , : Hệ số tuổi Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp thọ xét đến ảnh h-ởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền. * Với bánh nhỏ: Theo bảng 6.2 ta có: )(56070245.2702 1 MPAHB o LimH 1,1 1 H S H m HE HO HL N N K 1 1 H m bậc của đ-ờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc 6 H m (vì 350245 1 HB ) 1 HO N số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc 4,2 11 30 HBHO HN với HB H Với độ rắn Brinen 74,2 10.6,1245.30 1 HO N 1 HE N số chu kỳ thay đổi ứng suất t-ơng đ-ơng ii Max i HE tn T T cN .60 3 1 Trong đó: c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, n: số vòng quay trong một phút, t: tổng số giờ làm việc. 7 33 10.5,12 8 3 .8,0 8 4 .121000.1445.60 1 1 HE HE N N Vì 77 10.6,110.5,12 1`1 HOHE NN )(509 1,1 1.560 1 1 MPA K H HL Theo bảng 6.2 766 6 10.108 8 3 .8,0 8 4 .1.21000.1445.60 60 75,1 )(441245.8,1 1 1 1 FE ii Max i FE F o LimF N tn T T cN S MPA Vì 6 1 7 10.410.108 1 FOFE NN 1 FL K Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp * Với bánh lớn tính toán t-ơng tự 7 77 1 74,2 10.76,2 10.76,25/10.8,13/ 10.39,1230.30 1,1 53070230.270.2 2 12 2 2 HE FEHE HO H o LimH N uNN N S HB vì 77 10.39,110.76,2 22 HOHE NN 766 2lim 10.17,2 8 3 .8,0 8 4 .121000. 5 1445 .1.60 )(414230.8,1 )(25,6028,481.25,1.25,1)(4,495 2 ,481509 2 )(8,481 1,1 1.560 1 2 21 2 2 FE o F Min H HH H H HL N MPA MPAMPA MPA K vì 67 10.410.17,2 2 FOFE NN 1 2 FL K Mặt khác bộ truyền quay một chiều 1 FC K )(236 75,1 1.414 )(252 75,1 1.441 2 1 MPA MPA F F * ứng suất quá tải cho phép )(360450.8,0.8,0 )(464580.8,0.8,0 )(1260450.8,2.8,2 22 11 2 MPA MPA MPA ch Max F ch Max F ch Max H 2.1.3. Tính toán nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Xác định sơ bộ khoảng cách trục với cấp nhanh 3 1 2 1 1 .2 . 1. baH H aw u KT uka Trong đó: a K : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, i T : mômen xoắn trên trục bánh chủ động (N.mm), H : ứng suất tiếp xúc cho phép MPA, 1 u : tỷ số truyền cấp nhanh. w w ba a b w b : chiều rộng vành răng Tra bảng 6.5 với răng nghiêng vật liệu 2 bánh là: Thép Thép 43 a K Tra bảng 6.6 25.02/5,0 ba 795,01525,0.53,01.53,0 1 u babd Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Tra bảng 6.7 với sơ đồ 3 12,1 H K )(105 )(03,101 25,0.5.)4,495.(2 12,1.32899 1543 ).(32899 1 1 3 2 1 mma mma mmNT w w Xác định các thông số ăn khớp 21100).02,001,0()02,001,0( 1 w am Theo bảng 6.8 chọn m = 1,5(mm) Chọn sơ bộ 0 40 do đó cos = 0,7660 số răng bánh nhỏ 18 87,17 )15(5,1 766,0.105 )1( cos 2 1 1 1 1 Z um a Z w số răng bánh lớn 90 9018.5. 2 112 Z ZuZ Khi đó ta có góc là : ''3'.31.39517,39 7714,0 105.2 )9018(5,1 2 )( 0 21 1 o w a ZZm Cos * Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 2 1 1 .2 )1.( 2 wmw mH HMH dub uKT ZZZ trong đó M Z Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5 3 1 )(274 MPAZ M H Z : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc tw B H Sin Cos Z .2 .2 Góc nghiêng trên hìn trụ cơ sở : 1779,074,10).33,20cos(.cos 0 tgtgtg tb o twt b tg arctg tg arctg 258,25 7714,0 20 cos 723,36 0 Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp vì theo TCVN góc profil o 20 44,1 258,25.2 )723,36cos(.2 o o H Sin Z Z : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng .m Sinb w )(25,26105.25,0. 1 mmab wbaw 54,3 14,3.5,1 517,39(.25,26 ) o Sin do đó 1 Z 88,0 29,1 11 29,17714,0 90 1 18 1 2,388,1cos 11 2,388,1 21 Z ZZ 1 w d đ-ờng kính vòng lăn bánh nhỏ )/(4)/(65,2 000.60 1445.35. 000.60 )(35 15 105.2 1 .2 1 1 1 1 smsm nd v mm u a d w m w w theo bảng 6.13 với v=2,65 (m/s) dùng cấp chính xác 9,với cấp chính xác 8 ta có 13,1 H K (theo bảng 6.14) m w oHH u a vg 1 Tra bảng 6.15 002,0 H Tra bảng 6.16 73 o g 77,1 5 105 65,2.73.002,0 H Theo bảng 6.7 với sơ đồ hình 3 )(4,469 35.5.25,26 )15(49,1.32899 .88,0.44,1.274 49,103,1.13,1.28,1 03,1 13,1.28,1.32899 35.25,26.77,1 1 28,1 2 1 1 MPA KKKK KKT db K K H HHHH HH wwH H H Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép với v=2,65(m/s) v Z :hệ số xét đến ảnh h-ởng của vận tốc vòng khi v10 (m/s) 1 v Z Với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám )(25,15,2 mR a 95,0 R Z Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khi đ-ờng kính vòng đỉnh bánh răng )(700 mmd a )(71,4701.95.0.1.4.495 . 1 MPAZZZ K XHRVHH XH Ta có HH %3,0 4,469 4,4697,470 H HH Do đó kết quả tính toán phù hợp với yêu cầu. * Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 1 1 ) .(2 .2 11 1 1 F ww FF F mdb YYYKT Theo bảng 6.7 32,1 F K . Tra bảng 6.14 với v=2,65m/s, với CCX9 suy ra 37,1 F K m w oFF u a vg 1 1 006,0 F 73 o g 08,1 37,1.32,1.32899 35.25,26.32,5 1 2/.2 1 32,5 5 105 65,2.73.006,0 1 111 1 FF wwF F F KKT db K v Do đó: 96,108,1.37,1.32,1 FFFF KKKK Với 29,1 775,0 29,1 11 Y Với O 517,39 718,0 140 517,39 1 140 1 O Y Số răng t-ơng đ-ơng 19606,196 7714,0 90 3921,39 7714,0 18 22 11 33 2 33 1 vv vv Z Cos Z Z Z Cos Z Z Tra bảng 6.18 ta có đ-ợc 60,3 70,3 2 1 F F Y Y Với hệ số dịch chỉnh 0 21 xx 1 052,1)5,1ln(0695,008,1)ln(0695,008,1 R S Y mY Bánh răng phay )400(1 mmdK aXF [...]... Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy Tra bảng 10.3 ta đ-ợc Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay k1 10 Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp k2 5 Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành nắp ổ k3 15 Chi u cao nắp ổ và đầu bu lông hn 18 Tra bảng 10.4 với hộp giảm tốc... GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy 4 Xác định trị số và chi u các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục Sơ đồ phân tích lực chung qui -ớc về chi u và các dấu của lực nh- hệ trục toạ độ từ khớp nối tác dụng lên trục h-ớng theo ph-ơng x nh-ng ng-ợc chi u õ Fx11 (0,2 0,3) 2.T1 Dt Khoảng công xôn chìa ra ngoài để nối trục vòng đàn hồi:... ta chọn chi u rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10 % so với chi u rộng bánh răng lớn SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng Lớp ĐH Cơ Khí K2 GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy Các kích th-ớc của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc: Tên gọi Chi u dày: Thân hộp, Nắp hộp, 1 Gân tăng cứng: Chi u dày, e Chi u cao, h Độ dốc Đ-ờng kính: Bulông nền, d1 Bulông... bánh răng với nhau Số l-ợng bulông nền Z SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng Lớp ĐH Cơ Khí K2 Đồ án môn học Chi Tiết Máy (1 1,2) = 10 mm 1 (3 5) 1 = 30 mm 2 = 8 mm Z = ( L + B ) / ( 200 300) 1200 / 200 = 6 chọn Z = 6 GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy Phần VI bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và dung sai của các kiểu... Xét tiết diện nguy hiểm tại 2 vị trí lắp bánh răng Với vị trí lắp bánh răng S1 S 1 S 1 S 1 2 S 1 S21 1 k d a m 1 S 1 S 1,5 2,5 1 1 1 k d a m 1 1 1 SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng Lớp ĐH Cơ Khí K2 GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng m 0 1 a 1 M1 W1 Khi trục quay 1 chi u... Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy Với d=36 b=10 h=8 t=5 lt 0,9.lm 23 0,9.95 85,8 d 15,65( MPA) d 100( MPA) c 4,69( MPA) c 20 30( MPA) Trục III Tính phản lực ở các ổ trục và vẽ biểu đồ mômen lc 34 : khoảng công xôn trên trục III tính từ chi tiết thứ 4 ở ngoài hộp giảm tốc trên gối đỡ lc34 0,5(57 21) 15 18 72(mm) Lực... lỗ k 1,2.d2 =14,2 Chi u cao h k = 16 mm h: phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích th-ớc mặt tựa Mặt đế hộp: Chi u dày: Khi không có S1 = (1,3 1,5) d1 S1 = 24 mm phần lồi S1 K1 3.d1 3.16 = 48 mm Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q q = K1 + 2 = 48 + 2.8 = 64 mm; SVTH: Phạm Hữu Tr-ờng Lớp ĐH Cơ Khí K2 GVHH: Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Khe hở giữa các chi tiết: Giữa bánh răng... các trục sử dụng bảng 10.2 để chọn chi u rộng ổ lăn b0 chi u rộng ổ lấy theo đ-ờng kính sơ bộ của trục trung gian d 2 d ol1 20(mm) b01 17(mm) d ol 2 (mm) b01 17(mm) d ol3 24(mm) b01 17(mm) Xác định chi u dài may ơ, may ơ đĩa xích, may ơ bánh răng trụ: lm11 1,2 1,5d1 1,5.17 26(mm) lm 22 1,2 1,5d 2 1,5.26 39(mm) lm34 1,2 1,5d3 1,5.38 57(mm) Xác định chi u dài may ơ của khớp nối đối... Nguyễn Tiến Dũng Tr-ờng ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp Khoa cơ khí Đồ án môn học Chi Tiết Máy Mục lục Trang Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 2 1 Tính toán động học 2 2 Phân phối tỷ số truyền 3 3 Tính toán các thông số và điền vào bảng 4 Phần II Thiết kế các bộ truyền 5 A Tính toán bộ truyền cấp nhanh (Bánh trụ răng nghiêng) 5 1 Chọn vật liệu 5 2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất... cấp nhanh và cấp chậm 5 3 Tính toán nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 7 B Tính toán bộ truyền cấp chậm 11 C Tính toán bộ truyền ngoài Phần III Thiết kế trục và chọn ổ lăn 17 1 Chọn vật liệu chế tạo 2 Xác định đ-ờng kính sơ bộ 3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 4 Xác định trị số và chi u các lực từ chi tiết quay tác dụng lên 19 Tính toán trục I 20 Tính toán trục II Tính toán . 4,1 222 111 1 11 MPAk MPAk MPAMPAk T T T T k Max FqtFF Max FqtFF Max HqtH Max H Max qt Max Max * Các thông số kích th-ớc c a bộ truyền: Khoảng. 5,1 222 111 1 11 MPAk MPAk MPAMPAk T T T T k Max FqtFF Max FqtFF Max HqtH Max H Max qt Max Max 2.2.5 Các thông số kích th-ớc c a bộ truyền: Khoảng