Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy

Các loại động cơ điện bao gồm: động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.

Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 1 PHN MT :CHN NG C DN NG H THNG TNH TON NG HC V THIT K TRUYN NG AI THANG . CHN NG C 1. Chn loi ng c Cỏc loi ng c din bao gm : ng c in mt chiu v ng c in xoay chiu 1.1/ ng c in mt chiu : m bo khi ng ờm, hóm v o chiu d dng nhng t nờn ta khụng s dng 1.2/ ng c in xoay chiu a/ng c mt pha: cú cụng sut nh nờn ớt dựng trong cụng nghip b/ng c ba pha -ng c ba pha ng b: hiờu sut cao nhng t v phi cú thit b ph khi ng -ng c ba pha khụng ng b: Gm hai kiu +Rụto dõy qun: cú kớch thc ln v vn hnh phc tp nờn ớt c s dng +Rụto ngn mch: kt cu n gin , giỏ thỏnh h, lm vic ỏng tin cy, vỡ vy c dung ph bin trong cụng nghip Ta chn s dng ng c xoay chiu ba pha khụng ng b rụto ngn mch 2.Tớnh cng sut cn thit ca ng c: Cụng sut trờn trc ng c c x: td P = () () 2 22 5,7 1.0,4 0,8 .0,3 0,5 .0,3 4,66 W ii r i Tt Pk Tt =++= Trong ú: r P -cụng sut ra HGT i T , i t mụmen xn tỏc dng trong thi gian i t T -mụmen xon ln nhy b qua mụmen quỏ ti Cụng sut cn thit: td ct t p P = t :hiu sut tng h dn ng: . tdh = : d hiu sut truyn ng ai, chn 0,96 d = : h hiu sut ca hp gim tc 33 . . 0,995 .0,92.0,98 0,888 holtvbvbrt == = Trong ú: brt : hiu sut ca bỏnh rng thng chn : 0,98 brt = ol : hiu sut ca ln chn : 0,995 ol = tv : hiu sut ca trc vớt chn : 1 0,92; 4 tv Z = = . 0,96.0,888 0,853 tdh == = ( ) / 4,66:0,853 5,46 W ct td t Pp k == = 3.Xỏc nh s vũng quay ca ng c: Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 2 Chn : ( ) 121 brt 10; 4 . 10.4 40 28 3, 2 1, 8 tv tv dsb uZZZu u u =====> = = Vy t s truyn ca hp gim tc 2 cp tv-bv: brt . 10.3,2 32 htv uuu = == S vũng quay s b ca n c: == = đsb . . 1,8.32.50 2880 sb h r nuun (vũng/phỳt) 4.Chn nón hiu, qui cỏch ng c: Kiu ng c Cụng sut (kW) Vn tc Quay(v/p) o o Cos max dn I I k dn T T Khi lng (kg) 4A100L2Y3 5,5 2880 87,5 0,91 2,2 2,0 ng c ó chn tho món iu kin: ( ) ( ) 5,5 w 5,46 w dc ct PkP k =>= ( ) ( ) ===2880 / 2880 / dc sb nvpnvp / 1,6 / 2,0 mm k dn TT TT=< = .TNH TON NG HC 1.Xỏc nh t s truyn tng t u ca ton b h thng 2880 .57,6 50 tdcr unn=== Trong ú : dc n s vũng quay ca ng c ó chn : r n s vũng quay ca HGT ó chn 2. Phõn t s truyn t u cho ton b h thng Phõn t u lm tớch 3 thnh phn: 12 57,6 dc td r n uuuu const n ==== T s truyn ca hp gim tc: 57,6 32 1, 8 t h dsb u u u == = dsb u :t s truyn s b ca ai chn 1, 8 dsb u = Phõn h u cho cp nhanh v cp chm ca HGT: 12 . h uuu= Trong ú : 1 u -t s tuyn cp nhanh 2 u -t s truyn cp chm Suy ra: 2 1 32 4 8 h u u u === Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 3 Chn: 1 8u = Suy ra: 2 1 32 4 8 h u u u === Tớnh li () 12 58 1, 8 .8.4 t d u u uu === 3.Xỏc nh cụng sut , mụmen v s vũng quay trờn cỏc trc ca hp gim tc: 3.1 Cụng sut: Trc 1: ( ) 1 . . 5,46.0,96.0,995 5,215 == = ct d ol PP kW Trc 2: ( ) 211 . . 5,215.0,92.0,995 4,774 W ol PP k == = Trc 3: ( ) 322 . . 4,774.0,98.0,995 4,655 W ol PP k == = 3.2 Vũng quay Trc 1: () 1 2880 1600 / 1, 8 dc d n nvp u == = Trc 2: () 1 2 1 1600 200 / 8 n nvp u == = Trc 3: () 2 3 2 200 50 / 4 n nvp u == = 3.3Mụmen trờn cỏc trc: Trc 1: () 66 1 1 1 5,215 9,55.10 . 9,55.10 31127 1600 P TNmm n == = Trc 2: () 66 2 2 2 4,774 9,55.10 . 9,55.10 227958,5 200 P TNmm n == = Trc 3: () 66 3 3 3 4,655 9,55.10 9,55.10 889105 50 P TNmm n == = BNG KT QU TNH TON NG HC ng c 1 2 3 Cụng sut (kW) 5,5 5,215 4,774 4,655 S vũng quay(v/p) 2880 1600 200 50 T s truyn 1, 8 d u = 1 8u = 2 4u = Mụ men xon(Nmm) 1 31127T = 2 227958,5T = 3 889105T = .THIT K TRUYN NG AI THANG 1.Chn loi ai v tit din ai: Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 4 T th trờn v da vo cụng sut v tc quay ca mỏy ta chn loi ai thang thng kớ hiu A Kớch thc tit din(mm) Loi ai Kớ hiu t b b h 0 y Din tớch tit din A ( 2 mm ) k bỏnh ai nh Chiu di gii hn(mm) A 11 13 8 2,8 81 100- 200 560-4000 . 2.Xỏc nh cỏc thụng s b truyn : 2.1ng kớnh bỏnh ai nh : Chn ng kớnh bỏnh ai nh ( ) 1 160 dmm = Vn tc vũng ca bỏnh ai : () 1 1 33 3,14.160.2880 24,11 25 / 60.10 60.10 dc dn Vms p == =< ng kớnh bỏnh ai ln : ( ) ( ) ( ) 21 . 1 160.1,8 1 0,01 285,12 d ddu mme=-= -= Trong ú 0,01e = l h s trt Theo dóy ng kớnh chun ta chn ( ) 2 280dmm= T s truyn thc t : 5 8 12,5 20 31,5 50 80 125 200 400 500 A 2000 1250 800 315 200 Cụng sut truyn P.kW 2880 5,5 A Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 5 () () 2 1 280 1,768 1 160 1 0,01 dm d d de == = -- Sai s t s truyn : () () 000 000 1,8 1,768 /1001,83 1, 8 ddmd uuu u - D= - = = < Vy 12 , dd ó chn t yờu cu 2.2 Khong cỏch trc a: Theo bng 4-14 chn t s : 2 /1,3 ad = Khong cỏch a s b: ( ) ( ) 22 / . 1,4.280 364 sb aadd mm === () () () ( ) 12 12 0,55 2 0,55 160 280 8 364 2 160 280 250 364 880 dd ha dd ++ÊÊ + ++ÊÊ+ ÊÊ Suy ra sb a ó chn tha món iu kin 2.3 Chiu di ai: Theo cụng thc 4-14: ()() ()() () 22 12 12 3,14 160 280 280 160 2 2.364 2 4 2 4.364 1427,7 dd dd la a lmm p +- + - =+ + = + + = vy theo tiờu chun ta chn ( ) 1800lmm= Kim nghim tui th ai: [] ax 24,11 13,4 10 1, 8 m v ii l == = > = Ta chn li ( ) 2500lmm= Kim nghim li tui th ai: [] ax 24,11 9,64 10 2,5 m v ii l == = < = Vy ( ) 2500lmm= tha món Tớnh li khong cỏch trc: () 22 2 2 8 1808,8 1808,8 8.60 902 44 amm ll+-D + - == = Trong ú: () () 12 3,14 160 280 2500 1808,8 22 dd l p l ++ =- = - = ()() 21 280 160 60 22 dd-- D= = = 2.4 Gúc ụm trờn bỏnh ai nh: () () 121 57 57 180 180 280 160 172,4 120 902 oo oo oo dd a a =-- =- - = > Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 6 Tha món iu kin 3. Xỏc nh s dõy ai: S dõy ai: [] 0 . ct d luz PK Z PCCCC a = : d K h s ti trng ng tra bng 4-7 chn 1, 4 d K = [ ] o P :Cụng sut cho phộp tra bng 4-19 cú [ ] ( ) 4,09 W o Pk= C a :Tr s k n nh hng ca gúc ụm ( ) ( ) 1 1 0,0025 180 1 0,0025 180 172,4 0,98C a a=- - =- - = l C :Tr s k n nh hng ca vn tc Cú 2500 1, 47 1700 o l l == theo bng 4-16 chn 1, 08 l C = u C :H s nh hng ca t s truyn Cú 1, 81u = tra bng 4-17 chn 1,12 u C = z C Tr s k n nh hng ca v trớ b truyn Cú [] ' 1 0 5,215 1, 27 4,09 P Z P == = chn 0,99 z C = Vy s dõy ai [] 0 .5,46.1,4 1, 7 4,09.0,98.1,08.1,12.0,99 ct d luz PK Z PCCCC a == = Chn 2 Z = 4.Xỏc nh kớch thc bỏnh ai: - Chiu rng bỏnh ai B: ( ) 12B Zte=- + Tra bng 4-21 vi loi ai ó chn l A cú: CC THễNG S HèNH HC CA AI THANG Kớ hiu tit din ai H 0 h t e A 12,5 3,3 15 10 Vy chiu rng bỏnh ai: ( ) ( ) 1 2 2 1 15 2.10 35 BZ t e =- +=- + = ng kớnh ngoi a d : Bỏnh nh: 11 2 160 2.3,3 166,6 ao dd h=+ = + = Bỏnh ln: 22 2 280 2.3,3 286,6 ao dd h =+ = + = Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 7 5.Xỏc nh lc cng ai ban u v lc tỏc dng lờn trc : - Lc cng ai bn u trên1 ai : 780 ct d ov PK F F CZ a n =+= v F : lc cng ph do lc ly tõm gõy ra 2 vm F qv = m q : khi lng 1 một chiu di ai tra bng 4.22 cú 0,105 m q = 22 0,105.24,28 61,9 vm Fqv ị= = = () 780 780.5,46.1,5 61,9 196,14 24,28.0,98.2 ct d ov PK F FN CZ a n ị= += + = - Lc tác dụng lên trc bánh ai r F ( ) ( ) ( ) 1 2 . .sin / 2 2.196,14.2sin 172,4/ 2 782,8 ro F FZ Na == = 6.nh kt cu bỏnh ai bt b 1 t h 0 d H e Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 8 Mt ct dc trc bỏnh ai PHầN HAI :THIếT Kế CáC Bộ TRUYềN động trong HGT hai cấp trục vít bánh răng A.số liệu thiết kế : - Mômen xoắn trục 1: 1 31127T = - Số vòng quay trục 2: ( ) 2 1600 / = nvp Da d c H t b 1 h 0 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 9 - Mômen xoắn trục 2: 2 227958,5T = - Tỷ số truyền cấp nhanh: 1 8=u - Mômen xoắn trục 3: 3 889105 T = - tỷ số truyền cấp chậm : 2 4 = u - Số vòng quay trục 1: 1 n B. Chọn chỉ tiêu thiết kế Cặp bánh răng lắp trong HGT đợc ngâm trong dầu nên đợc thiết kế theo chỉ tiêu bền tiếp xúc để tránh dạng hỏng tróc rỗ bền mặt do ứng suất tiếp xúc gây ra . Bộ truyền trục vít bánh vít cung đợc thiết kế theo chỉ tiêu bền tiếp xúc và đợc nghiệm lại sực bền uốn .Ngoài ra còn phải kểm tra độ cứng của trục vít và tính nhiệt cho bộ truyền trục vít. c. thứ tự thiết kế : Thiết kế cấp nhanh trớc cấp chậm sau . CấP NHANH : TRUYềN ĐộNG TRụ VíT BáNH VíT 1. Chọn vật liệu : Trục vít : với tải trung bình và nhỏ ta chọn vật liệu làm trụ vít là thép tôi có độ cứng HB < 350 Bánh vít : Vận tố trợt sơ bộ : ( ) 55 3 3 12 4,5.10 4,5.10 .1600. 227958,5 4,4 /== = s vnT ms ( ) ( ) 4,4 / 5 /=< s vmsms : Ta dùng vật liệu nhóm :đồng thanh không thiếc và đồng thau 2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép khi quá tải : 2.1 ứng suất tiếp xúc -Với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiêc và đồng thau dạng hỏng về dính là nguy hiểm hơn cả , do đó ứng suất tiếp xúc cho phép đợc xác định theo điều kiện chông dính, phụ thuộ vào trị số của vận tốc trợt mà không phụ thuộc vào số chu kì chụi tải, nói cách khác ứng suất cho phép trong trờng hợp này đợc xác định từ độ bề tĩnh chứ không phải từ độ bền mỏi - Chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh nhôm sắt niken ki hiệu pA H 10-4-4 Tra bảng 7.42 tr. 148 chọn : [] 188= H MPa 2.2 ứng suất uốn : Bánh vít bằng các loại đồng thanh : [ ] [ ] 0 .= F FFL K [ ] 0 F :là ứng suất cho phép ứng với 6 10 chu kì, phụ thuộc vào số chiều quay Do trục vít làm bằng thép tôi và bộ truyền quay một chiều nên [ ] ( ) [] ()() Fo Fo 0,25 0,008 0,25.600 0,008.200 166 bch MPa =+ = + = Trong đó : ( ) () = = 600 200 b ch MPa MPa FL K : Là hệ số tuổi thọ : 6 9 10 = FL FE K N ()( )( ) 99 22 22 2max 2max 999 6 .60 60.200.15500. 1 .0,4 0,8 .0,3 0,5 .0,3 81998333,6 10 == ++=> iii FE i i ih i FE TTt Nntnt TTt N Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Bựi Quang Huy MXD 46 Trang: 10 Vậy 66 9 9 10 10 0,61 81998333,6 == = FL FE K N [ ] [ ] ( ) 0 . 166.0,61 101,7= = = FFFL KMPa 2.3 Định ứng suất quá tải: Do bánh vít làm băng đồng thanh không thiếc : ứng suất tiếp xúc quá tải [ ] ( ) 2. 2.200 400 = == Hch MPa ứng suất uốn quá tải [ ] ( ) 0,8. 0,8.200 160 F MPa == = ch 3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền : - Số đầu mối ren vít : 1 4=Z - Số răng bánh vít : 211 . 8.4 32 28 ===> ZuZ - Hệ số đơng kính trục vít : ( ) 2 0,25 0,3qZ chọn 11,2=q (theo tiêu chuẩn) - Hệ số tải trọng chọn sơ bộ: 1, 3 = H K 3.1 Tính khoảng cách trục sơ bộ : () [] () () 2 2 2 3 3 12 2 170 170 227958,5.1,3 32 11,2 109,5 32.188 11,2 =+ =+ = H H TK aZq mm Zq chọn ( ) 1 110 =amm 3.2 Mô đun dọc của trục vít : () 1 2 2. 2.110 5,09 32 11,2 == = ++ a mmm Zq Theo tiêu chuẩn chọn : ( ) 6,3=mmm Tính lại khoảng cách trục : ( ) ( ) () 2 1 6,3 11,2 32 136 22 ++ == = mq Z amm chọn ( ) 1 140 = amm Hệ số dịch chỉnh khi sắt bánh vít: () () 1 2 140 28 0,5 0,5 11,2 32 0,622 6,3 45 = += += a xqZ m 4. kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc cho răng bánh vít : ứng suất tiếp xúc: [] 2 22 21 170 + = H H H ZqTK Za q Cần xác định lại chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép [ ] H nh sau: - Tính lại chính xác vận tố trợt: 11 . 60cos = s dn V Góc vít lăn: ( ) ( ) 1 / 2 4/ 11,2 2.0,622 18,7 20 =+= +=< oo arctg Z q x arctg ( ) ( ) ( ) 1 2 11,2 2.0.622 .6,3 78,4 =+ = + = dqxm mm [...]... ( mm ) 3 Sơ đồ lực tác dụng lên các trục : Bựi Quang Huy Trang: 24 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy 4 Tính toán các trục : 4.1 Trục 1: Bựi Quang Huy Trang: 25 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy 8398 88179 43054 23047 31127 a/ Phản lực gối trục : Bựi Quang Huy Trang: 26 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Lực tiếp tuyến Fa11 trên trục vít tơng đơng với lực F có phơng trùng với... đờng kính vòng chia = 20o : Góc ăn khớp Bựi Quang Huy Trang: 21 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy trục 3 n22 Fr22 F t21 Fr22 n21 n12 trục 2 trục 2 Fr12 Ft12 Ft11 Fa12 F a11 Trục 1 n11 F Sơ đồ lực bánh răng cho cả ba trục Bựi Quang Huy Trang: 22 MXD 46 Fr21 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy phần ba : tính toán thiết kế các trục trong hgt hai cấp trục vít - bánh vít i chọn vật liệu - Chọn... d10 = 20 ( mm ) 0,1.77 + mặt cắt số 1.3 d13 = 3 96326 = 26,55 ( mm ) theo tiêu chuẩn chọn: d10 = 30 ( mm ) 0,1.77 Bựi Quang Huy Trang: 28 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy 4.2 Trục 2 Bựi Quang Huy Trang: 29 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy a/ Phản lực gối trục: M 0 X =Ft 21.l22 Fr12 l23 + Fa12 d 12 Fl 21Y l21 = 0 Ft 21.l22 Fr12 l23 + Fa12 d 12 / 2 l21 4749,14.93,75 874.191 +... chọn: d22 = 38 ( mm ) 0,1.[ ] 0,1.61 4.3 Trục 3: a/ Phản lực gối trục : Bựi Quang Huy Trang: 31 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Tra bảng 15.10 chọn D =204 ( mm ) : đờng kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn Bựi Quang Huy Trang: 32 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy lực từ khớp nối tác dụng lên trục 3: F3Y = 0,25.2T3 / D = 0,25.2.889105/ 204 = 2179 ( N ) F l 1728,54.93,75... chọn b03 = 31( mm ) d sb 2 = 34 ( mm ) chọn b02 = 23 ( mm ) d sb 3 = 20 ( mm ) chọn b03 = 15 ( mm ) Bựi Quang Huy Trang: 23 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Theo bảng 10.3 chọn các kích thớc : k1 = k2 = 15 ( mm ) & k3 = hn = 20 ( mm ) * Chiều rộng may ơ các tiết máy quay: + Bánh đai : lm12 = 1,5d sb1 = 1,5.20 = 30 ( mm ) < Bđ = 35 ( mm ) chọn : lm12 = 35 ( mm ) + Bánh vít : lm 22 = 1,5d sb... thông số và kích thớc bộ truyền : Thông số Kí hiệu Khoảng cách trục a1 x Hẹ số dịch chỉnh Bựi Quang Huy Trang: 12 MXD 46 Công thức tính Kết quả Đơn vị a1 = 0,5m ( q + Z 2 + 2 x ) 140 mm 28/ 45 = 0,622 mm x = ( a1 / m ) 0,5 ( q + Z 2 ) Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy d11 = qm Đờng kính vòng chia d Đờng kính vòng đỉnh da d12 = mZ 2 d a11 = d1 + 2m Đờng kính vòng đáy df d f 11 = m ( q 2, 4 ) Đờng... u2 m d 21 = 274.1,76.0,873 H [ H ] ' xét [ H ] ' Bựi Quang Huy Trang: 16 = 2.227958,5.1,101.( 4 + 1) ' = 355,76 ( MPa ) < [ H ] = 369 ( MPa ) 2 96.4.96 355,67 369 = 3,6% 369 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy bánh răng thừa bền ít tính lại b =C ba2 a 2 H [ H ] ' = 0, 4.240 355,76 = 92,5 ( mm ) 369 Lờy tròn b = 95 ( mm ) 7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Kiệm tra điều kiện bền uốn cho cả... tập trung ứng suất YS = 1,08 0,0695ln ( m ) = 1,08 0,0695ln 4 = 0,984 K XF : Hệ số xét đến kích thớc của bánh răng đến độ bền uốn : Bánh nhỏ: F 1 = Bựi Quang Huy Trang: 17 MXD 46 = Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy d a < 400 ( mm ) K XF = 1 Khi tính sơ bộ ta chọn YRYS K XF = 1 nên ứng suất chính xác là : Bánh nhỏ: [ F 1 ] = YRYS K XF [ F 1 ] = 1.0,984.1.236,57 = 232,8 ( MPa ) ' Bánh lớn : [ F... 2m (1 + x2 y ) d f 21 = d 21 ( 2,5 2 x1 ) m d f 22 = d 22 ( 2,5 2 x2 ) m m MXD 46 = arccos ( a cos / ) Bánh lớn x1 Bánh nhỏ x2 = 1,88 3,2 (1/ Z1 + 1/ Z 2 ) 0 0 4 1,713 mm Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy Z Số răng Bánh lớn Z1 Bánh nhỏ Z 2 24 96 Chiếc KIểM TRA ĐIềU KIệN VA CHạM Và BÔI TRƠN CHO HAI CấP: 1.kiểm nghiệm điều kiện va chạm cho bánh vít : Bánh vít có thể va chạm vao trục 3... lớn cấp chậm d a 22 = 392 ( mm ) d f 11 là đờng kính chân ren trục vít d f 11 = 55,44 ( mm ) d f 22 là đờng kính chân răng bánh trụ lớn d f 22 = 374 ( mm ) Bựi Quang Huy Trang: 19 MXD 46 Thiết kế môn học cơ sở thiết kế máy D là đờng kính ngoài của ổ bi đỡ tùy động của trục vít d là đờng kính trong của ổ bi đỡ tùy động của trục vít Tạm lấy cỡ chung theo đờng kính d = d sb1 = 3 T1 31127 =3 = 18, 4 ( mm