Phân phối tỷ số truyền của động cơ

- Công suất cần thiết được xác định: Trong đó: Pct: công suất cần thiết của trục động cơ (kw) Pt: công suất tính toán trên trục tang (kw) η : hiệu suất truyền động

І. Chọn động cơ 1. Xác định công suất động cơ - Công suất cần thiết được xác định: η t ct P P = Trong đó: P ct : công suất cần thiết của trục động cơ (kw) P t : công suất tính toán trên trục tang (kw) η : hiệu suất truyền động - Hiệu suất truyền động: η = η 2 ol . η đ . η br . η ot . η kn Trong đó: η ol : hiệu suất 1 cặp ổ lăn η ot : hiệu suất của 1 cặp ổ trượt η đ : hiệu suất của bộ truyền đai η br : hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng η kn : hiệu suất của nối trục đàn hồi Tra bảng 2.3 (TTTK) ta có: η ol = 0,99 ; η đ = 0,96 ; η br = 0,98 ; η ot = 0,99 ; η kn = 1 η = 0,99 2 . 0,96 . 0,98 . 0,99 . 1 = 0,91 Công suất trục tang P t : 1000 .vF P t = = 1000 42,0.14500 = 6,09 (kw) 69,6 91,0 09,6 === η t ct P P (kw) 2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ - Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống: u t = u h . u n Trong đó: u h : tỷ số truyền của hộp giảm tốc (bánh răng trụ răng nghiêng) u n : tỷ số truyền của bộ truyền ngoài (đai dẹt) Tra bảng 2.4 (TTTK) ta chọn : u h =4 ; u n = 5 u t = 4.5 = 20 - Số vòng quay sơ bộ của động cơ: n sb = n lv . u t - Với n lv số vòng quay của trục tang 09,19 420. 42,0.60000 . .60000 === ππ D v n lv (v/p) Trong đó: v: vận tốc băng tải (m/s) D: đường kính tang quay (mm) n sb = 19,09.20 = 381,8 (v/p) - Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n đb = 750 (v/p) 3. Chọn quy cách động cơ - Động cơ được chọn thỏa mãn các điều kiện: P đc ≥ P ct n đb ≈ n sb T T mm ≤ dn k T T Ta có: T mm =1,5T 1 T = T 1 + T 2 =1,75T 1 86,0 75,1 5,1 1 1 == T T T T mm - Từ bảng P1.3 (TTTK) chọn động cơ 4A160S8Y3: Công suất Vận tốc Cosφ η T max /T dn T k /T dn 7.5 730 0,75 86 2,2 1,4 ІІ. Phân phối tỷ số truyền 1. Phân phối tỷ số truyền u t của hệ dẫn động - Xác định tỷ số truyền của hệ: 23,38 09,19 730 === lv đc t n n u - Phân phối tỷ số truyền: u t = u h . u n - Chọn u h theo tiêu chuẩn: u h = 5 64,7 5 23,38 === h t đ u u u → Phân phối tỷ số truyền như sau: u t = 38,23 ; u đ = 7,64 ; u h = 5 2. Xác định mômen xoắn và số vòng quay trên các trục động cơ + Công suất trên các trục: - Trục І: 21,6 99,0.99,0 09,6 1 === olot t P P ηη (kw) - Trục ІІ: 4,6 1.98,0.99,0 21,6 1 2 === knbrol P P ηηη (kw) + Số vòng quay trên các trục: - Trục động cơ: n đc =730 (v/p) - Trục Ι : 55,99 64,7 730 1 === đ đc u n n (v/p) - Trục П: 91,19 5 55,99 1 2 === h u n n (v/p) + Mômen xoắn trên các trục: - Trục Ι : 56 1 1 6 1 10.95,5 55,99 21,6 .10.55,9.10.55,9 === n P T (N.mm) - Trục П 66 2 2 6 2 10.06,3 91,19 4,6 .10.55,9.10.55,9 === n P T (N.mm) - Trục động cơ: 466 10.75,8 730 69,6 .10.55,9.10.55,9 === đc đc đc n P T (N.mm) Trục Thông số Động cơ Trục І Trục ІІ Công suất (kw) 6,69 6,21 6,4 Tỷ số truyền U đ = 7,64 U h = 5 Số vòng quay (v/p) 730 99,55 19,91 Mômen xoắn (N.mm) 8,75.10 4 5,95.10 5 3,07.10 6 Ш. Thiết kế bộ truyền đai ngoài 1. Chọn loại đai - Căn cứ theo yêu cầu kỹ thuật của bộ truyền chọn đai thang thường loại Б - Tra bảng 4.13 (TTTK) chọn tiết diện đai b.h = 17.10,5 a, Đường kính bánh đai nhỏ chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.13 (TTTK) Chọn d 1 =200 (mm) - Vận tốc đai: 64,7 60000 730.200. == π V (m/s) b, Bánh đai lớn: d 2 = d 1 .u đ .(1- ξ) =200.7,64.(1- 0,01) = 1512,72 (mm) Theo tiêu chuẩn chọn d 2 = 1500 (mm) - Tỷ số truyền thực tế: %4%91,0%100 64,7 64,757,7 %100. 57,7 )01,01.(200 1500 )1.( 1 2 ≤−= − = − =∆ = − = − = đ đtt tt U UU U d d U ξ c, Theo bảng 4.14 (TTTK) chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d 2 .0.9 = 1350 (mm) d, Chiều dài đai )(31,5683 1350.4 )2001500( )2001500( 2 1350.2 4 )( )( 2 2 2 2 12 12 mm a dd ddal = − +++= − +++= π π Chọn đai theo tiêu chuẩn l = 5600 (mm) - Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: 1036,1 6,5 64,7 max =≤=== i l v i - Tính góc ôm: 0000 12 00 1 1202,125 1350 2001500 .57180.57180 ≥= − −= − −= a dd α e, Xác định số đai: lzu đ CCCCP kP Z .].[ . 0 1 α = - Tra bảng 4.7 (TTTK) chọn k đ = 1,25 vì số ca làm việc là 2 → k đ = 1,25 + 0,1 = 1,35 - Với α = 125,2° → C α = 0,835 - Với l/l 0 = 5600/2240 = 2,5 tra bảng 4.16 (TTTK) → C l = 1,2 - Với u = 7,64 > 3 tra bảng 4.17 (TTTK) → C u = 1,14 - Trả bảng 4.19 (TTTK) ta có: [P 0 ] = 3,38 → 83,1 38,3 21.6 ][ 0 1 == P P - Tra bảng 4.18 (TTTK) → C z = 0,95 → Số dây đai: 28,2 2,1.95,0.14,1.835,0.38,3 35,1.21,6 == Z (đai) Theo tiêu chuẩn chọn số đai là 3 f, Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trụ: v đ F ZCv kP F += 780 1 0 α Mà : F v = q m .v 2 - Tra bảng 4.22 (TTTK), ta có: q m = 0,178 → F v = 0,178.7,64 2 = 10,39 (N) → 68,341 3.835,0.64,7 35,1.21,6.780 0 == F (N) - Lực tác dụng lên trục: F r = 2.F 0 .Z.sin( 2 α ) = 2.328,41.3.sin 2 2,125 = 1749,4 (N) 2. Truyền động bánh răng a, Chọn vật liệu - Nhãn hiệu thép: 45 - Phương pháp nhiệt luyện: tôi cải thiện - Kích thước: S ≤ 60 - Độ rắn: 241 ≤ HB ≤ 285 - Giới hạn bền: б b = 850 MPa - Giới hạn chảy: б ch = 580 MPa b, Tính ứng suất cho phép - Theo bảng 6.2 (TTTK) với thép 45 tôi cả thiện đạt độ rắn: 180 ≤ HB ≤ 350 б Hlim = 2HB + 70 ; S F = 1,75 ; S H = 1,1 ; б Flim = 1,8HB - Chọn độ rắn bánh nhỏ HB 1 = 280 (MPa) - Độ rắn bánh lớn HB 2 = 250 (MPa) 63070280.2702 1 0 1lim =+=+= HB H σ (MPa) 57070250.2702 2 0 2lim =+=+= HB H σ (MPa) 5,5042280.8,18,1 1 0 1lim === HB F σ (MPa) 450250.8,18,1 2 0 2lim === HB F σ (MPa) - Theo 6.5: 4,2 30 HBHO HN = 74.2 2 74.2 1 10.7,1230.30 10.4,2280.30 == == HO HO N N N HO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất - Theo 6.7: ii i HE tn T T cN 3 max 60 ∑         = → ∑ ∑∑         = i ii iHE t t T T tncN .60 3 max 11 Trong đó: N HE : số chu kỳ thay đổ ứng suất tương đương T i : mômen xoắn của trục i c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay n i : số vòng quay của trục i → [ ] 2 733 2 10.26,575,0 5625,01.35,0.1500.55,99.1.60 HOHE NN ≥=+= Do đó K HL2 = 1 → 11 HOHE NN > do đó K HL1 = 1 K HL hệ số tuổi thọ - Theo 6.1a sơ bộ xác định được: [ ] H HLH H S K. lim σ σ = S H : hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc [ ] 72,527 1,1 1.630 1 == H σ (MPa) [ ] 18,518 1,1 1.570 2 == H σ (MPa) [ ] [ ] [ ] 45,545 2 18,51872,572 2 21 = + = + = HH H σσ σ (MPa) - Theo 6.7: [ ] )(10.03,4 75,0.5625,01.35,0.1500.1.55,99.60 60 7 66 6 max MPa tn T T cN ii i FE = +=         = ∑ - Vì N FE2 = 4,03.10 7 > N FO = 4.10 6 →K FL2 =1 tương tự → K FL1 = 1 - Theo 6.2a với bộ truyền quay 1 chiều K FC = 1 [ ] 288 75,1 1.1.5,504 1 == F σ (MPa) [ ] 14,257 75,1 1.1.450 2 == F σ (MPa) - Ứng suất quá tải cho phép: [ ] 6,14125,504.8,2.8,2 1 max === chH σσ (MPa) [ ] 464580.8,0.8,0 1 max 1 === chF σσ (MPa) [ ] 6,4035,504.8,0.8,0 2 max 2 === chF σσ (MPa) 3. Tính các kích thước cơ bản của bộ truyền a, Khoảng cách trục [ ] 3 1 2 1 . ).1.( baH H aw u KT uKa ψσ β += Trong đó: a w : khoảng cách trục (mm) K a : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng T 1 : mô men xoắn trên trục bánh răng chủ động (N.mm) [ ] H σ : ứng suất tiếp xúc cho phép U: tỷ số truyền ba ψ : hệ số tra bảng 6.6 (TTTK) K Hβ : hệ số kể đến sự phân bố k đều tải trọng treeb chiều rộng vành răng tính về tiếp xúc - Tra bảng 6.6 (TTTK) chọn ψ ba = 0,3 - Tra bảng 6.5 (TTTK) răng nghiêng chọn k a = 43: ψ bd = 0,5.ψ ba .(u+1) = 0,53.0,3.(5+1) = 0,954 - Tra bảng 6.7 (TTTK) chọn K Hβ = 1,05: → 21,595 3,0.5.26,527 05,1.10.95,5 ).15.(43 3 2 5 =+= w a (mm) Chọn a w = 300 (mm) b, Xác định các thông số ăn khớp - Mô đuyn răng: m = (0,01÷0,02)a w = (0,01÷0,02).300 = (3÷6) chọn m = 4 - Góc nghiêng β: chọn sơ bộ β = 10 ° do đó cos β = 0,9848 - Số răng bánh nhỏ: 62,24 )15.(4 9848,0.300.2 )1.( cos. 1 = + = + = um a Z w β Chọn Z 1 = 24 răng - Số răng bánh lớn: Z 2 = Z 1 .u = 24.5 = 120 (răng) - Tỷ số truyền thực tế: 5 24 120 1 2 === Z Z u m → 96,0 300.2 )12024.(4 cos = + = β β = 16,26 = 16°15’36’’ c, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc - Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc 2 1 )1.(.2 . ww H MHH dub uKT ZZZ + = ε σ Trong đó: Z M : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Z H : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Z ε : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng b w : chiều rộng vành răng d w : đường kính vòng lăn T 1 : mô men xoắn trên trục chủ động (trục 1) - Theo bảng 6.5 (TTTK): Z M = 274 (MPa) tanβ b = cosα.tanα Với 83,20) 26,16cos 20tan arctan() cos tan arctan( 1 ==== β α αα tw tanβ b = cos(20,83).tan(16,26) = 15,24 - Theo 6.34: 7,1 83,20.2sin 24,15cos.2 ).2sin( cos.2 === m b H Z α β - Theo 6.37: 88,1 4. 24,15sin.90 . sin === ππ β ε β m b w - Theo 6.28b: 65,196,0. 120 1 24 1 2,388,1cos. 11 2,388,1 21 =             +−=               +−= βε α ZZ - Theo 6.28: 78,0 65,1 11 === α ε ε Z - Đường kính vòng lăn bánh nhỏ: 100 15 300.2 1 .2 = + = + = u a d w w (mm) - Ttheo 6.40: 52,0 60000 55,99.100. 60000 1 === π π nd v w (mm) Với v = 0,52 (mm) theo bảng 6.13 (TTTK) dùng cấp chính xác 9 - Theo bảng 6.14 (TTTK) cấp chính xác 9 và v < 2,5 (m/s) Chọn k Hα = 1,13 - Theo 6.42: [...]... v aw u Trong đó: δH: hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp Tra bảng 6.15(TTTK) có δH = 0,002 - g0: hệ số kể đến ảnh hưởng sai số của các bước răng Tra bảng 6.16 (TTTK) có g0 = 73 v H = 0,002.73.0,52 300 = 0,59 5 (mm) - Theo 6.41: K Hv = 1 + v H bw d w 2.T1 K Hβ K Hα Trong đó: KHβ: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng chiều rộng vành răng KHα: hệ sồ kể đến sự phân bố không đề tải trọng... 94,24.2,2 = 207,32 (MPa) бF1max < [бF1]max = 464 (MPa) бF2max < [бF2]max = 403,6(MPa) f, Các thông số và kích thước bộ truyền - Khoảng cách trục: aw = 300 (mm) Mô duyn pháp: m=4 Chiều rộng vành răng: bw = 90 (mm) Tỷ số truyền: um = 5 Góc nghiêng của răng: β = 16°15’36’’ Số răng bánh răng: Z1 = 24 (mm) ; Hệ số dịch chỉnh: x1 Z2 = 120 (mm) = 0 ; x2 = 0 Đường kính vòng chia: d1 = 100 (mm) ; d2 = 500 (mm)... tải động của ổ C đ = QE m L Trong đó QE: Tải trọng quy ước L: Tuổi thọ (triệu vòng) L= 60nLh 10 6 Trong đó Lh: tuổi thọ của ổ tính bằng giờ L= 60.99,55.15000 = 89,595 (triệu vòng) 10 6 Xác định tải trọng động quy ước QE Q = ( X V Fr + YFa ) K t K đ Trong đó: Fr và Fa: tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục V: hệ số kể đến vòng nào quay (v=1) Kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ(Kt=1) Kđ:hệ số. .. tải động của ổ C đ = QE m L Trong đó QE: Tải trọng quy ước L: Tuổi thọ (triệu vòng) L= 60nLh 10 6 Trong đó Lh: tuổi thọ của ổ tính bằng giờ L= 60.19,91.15000 = 17,919 (triệu vòng) 10 6 Xác định tải trọng động quy ước QE Q = ( X V Fr + YFa ) K t K đ Trong đó: Fr và Fa: tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục V: hệ số kể đến vòng nào quay (v=1) Kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ(Kt=1) Kđ:hệ số. .. бH = 511,67 (MPa) < [бH] = 518,17 (MPa) d, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Trong đó: bw: chiều rộng vành răng (mm) dw: đường kính vòng lăn bánh chủ động (mm) Yε: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Yβ: hệ số kể đến độ nghiêng của răng YF1: hệ số dạng răng của bánh 1 - Theo bảng 6.7 (TTTK) chọn KFβ = 1,1 với v = 0,52 (m/s) cấp chính xác là 9 - Theo bảng 6.11 (TTTK) chọn KHα = 1,37 - Theo 6.47: v F = δ... (m/s) < 10 (m/s), Z v = 1 với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về ứng suất tiếp xúc là 8, cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5…1,5 (μm) Do đó: Zr = 0,95 với da < 700 (mm), KXH = 1 - Theo 6.1 và 6.1a: [бH] = [бH].Zv.ZR.KXH Trong đó: ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc Zv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng KXH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng → [бH] = 545,45.1.0,95.1... Trong đó: Kx: hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Tra bảng 10.8 (TTTK)với phương pháp gia công là tiện Ra = 2,5 0,63 (µm) được: Kx = 1,06 Ky: hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu Khi không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt: Ky = 1 εσ và ετ: hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước... KT=0,05(kW/(m2.0C) Nhiệt độ trung bình của của dầu: t = t v + ∆t = 40 + 2 17,487 = 48,74350 C 2 Nhiệt độ này nhỏ hơn nhiệt độ giả thiết khi chọn µ(500C), như vậy nhiệt độ làm việc trong ổ đảm bảo được độ nhớt cũng như điều kiện bôi trơn ma sát ướt của ổ trượt V Π Tính toán thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ 1 Tính toán thiết kế vỏ hộp 1.1 tính kết cấu của vỏ hộp Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và... về độ bền mỏi: - Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi yêu cầu nếu hệ số an toàn tại các chi tiết nguy hiểm thoả mãn điều kiện: Sj = Sj.Sτj 2 Sσj + Sτ2j ≥ [S] - Trong đó:hệ số an toàn cho phép thông thường [S] = 1,5÷ 2,5 sσj : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp sσj = σ −1 Kσdj σ aj +ψ σ σ mj sτj: hệ số an toàn chỉ xét riêng đến ứng suất tiếp sτj = τ −1 Kτdj τ aj +ψ τ τ mj Với σ-1... đến ảnh hưởng của kích thước thiết diện trục đến giới hạn mỏi, tra bảng 10.10 (TTTK) Kσ và Kτ: hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn, trị số phụ thuộc vào các loại yếu tố gây ra tập trung ứng suất Tra bảng 10.12(TTTK) được: Kσ = 1,76 Kτ = 1,54 Chọn kiểu lắp then : k6 Tiết d Tỉ số Kσ/εσ Tỉ số Kτ/ετ Kσd Kτd Sσ Sτ S diện mm Rãnh Lắp Rãnh Lắp 1-1 1-2 55 50 then 2,2 2,17 căng 2,52 2,06 then