Đồ án Chi tiết máy Thiết kế hộp giảm tốc - Phạm Công Định

Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ ***  *** ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC GVHD : Th.s Phạm Đức Dũng SV : Phạm Công Định Lớp : DH09CC MSSV : 09119009 T.p Hồ Chí Minh 11/2012 Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy Đề cho:F= 12kN, v=0.4m/s , D=0.45m=450mm Hình vẽ: 0.003t 0.2t 0.6M 0.8t M Mmax = 1.6M  Trong : : Động điện : Khớp nối : Hộp giảm tốc trục vít cấp : Khớp nối chữ thập : Cặp bánh hở : Bộ phận công tác Thời hạn làm việc: năm Hệ số làm việc ngày: Kngày = 0,3 Hệ số làm việc năm: Knăm = 0,6  Tài liệu tham khảo: [1].Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1; tác giả Trịnh Chất- Lê Văn Uyển [2].Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 2; tác giả Trịnh Chất- Lê Văn Uyển [3].Cơ sở thiết kế máy; tác giả Nguyễn Hữu Lộc Đồ án chi tiết máy Đề số 4- phương án Phần 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I/CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN: 1.Xác định công suất cần thiết động cơ: Công suất yêu cầu đặt lên trục động xác định theo công thức: Pyc  Pct  Trong : Công suất phận công tác Pct: M  nct Pct  tb 9550 Số vòng quay trục công tác nct : Theo công thức (2.16) ta có nct  60000  v 60000  0.4   17 (vg/ph)  D 3.14  450 Moment tải F  D 12  0.45 M   2.7(kNm) 2 Moment tải trung bình : M12  t1  M 22  t2  M 32  t3 M tb   1.83(kNm) t1  t2  t3  Pct =3.26 (kW) Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo công thức (2.9) :   1    Trong η1,η2,η3… hiệu suất truyền cặp ổ hệ thống dẫn động Theo đề :    k2  tv  brh   ol4 k  tv : hiệu suất khớp : hiệu suất truyền trục vít Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy  brh : hiệu suất truyền bánh trụ để hở  ol :hiệu suất cặp ổ lăn Tra bảng (2.3), ta hiệu suất : k  tv  0.75 brh  0.94 ol  0.99 vậy  0.69 Công suất yêu cầu đặt lên trục động : Pyc  Pct   3.26  4.71 (kW) 0.69 Xác định sơ số vòng quay đồng động điện: Số vòng quay trục công tác nct : Theo công thức (2.16) ta có: nct  60000  v 60000  0.4   17(vg / ph)  D 3.14  450 Tỷ số truyền toàn hệ thống dẫn động ut  utv  ubrh  30   150 Trong : utv tỉ số truyền truyền động trục vít hộp giảm tốc cấp ubrh tỉ số truyền truyền động bánh trụ để hở Theo bảng 2.4 utv= 30 ubrh= Số vòng quay sơ trục động nsb Theo công thức (2.18) ,ta có nsb  nct  ut  2550 (vg/ph) Số vòng quay đồng ndb  60 f / p  (60  50) /1  3000 (vg/ph) Trong : f : tần số dòng điện xoay chiều ( thường sử dụng f = 50 Hz ) p : số đôi cực ( chọn p = ) Chọn động cơ: Ta có: Pyc = 4.91 nsb= 2550 (vg/ph) (kW) Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy ndb = 3000 (vg/ph )  Chọn động Tra bảng P1.3 ta chọn loại động 4A100L2Y3 (Liên Xô chế tạo) có thông số sau : Pdc = 5.5 kW nđc =2880 vg/ph Khối lượng: 42 kg Đường kính trục động : ddc = 42 mm (tra bảng 1.7) Kiểm tra động chọn : Theo điều kiện 2.6 : Tmm / T  TK / Tdn  1.6  2.0 (thỏa) Theo điều kiện 2.19 : Pđc  Pyc  5.5  4.91 (thỏa) II) PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: Phân bố tỷ số truyền Tỷ số truyền chung hệ dẫn động xác định theo công thức (3.23) uc  nđc 2880   169.41 nct 17 Theo công thức (3.24) ta có uc  un  uh  uh  ubrh Ta chọn ubrh= U 172,3529 Uh  C   34, 48 U br Chọn U h =35 Xác định công suất, momen, số vòng quay trục a Công suất trục Trên trục công tác ( trục IV) PIV = Pct= 3,26 (kW) Trên trục III PIV PIII   3, 48(kW) ol brh Trên trục II PII  PIII ol k tv  4, 67(kW) Trên trục I ( trục động ) P PI  II  4, 69( kW) ol Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy b Moment xoắn trục Trục I M I  9.55 106  PI  1061, 43 (N.mm) nI Trục II M II  9.55 106  PII  39119,14 (N.mm) nII Trục III M III  9.55 106  PIII  52420,957 (N.mm) nIII Trục IV M IV  9.55 106  PIV  263421,893 (N.mm) nIV - BẢNG CÁC THÔNG SỐ: Trục ĐỘNG CƠ I II III IV 4,67 3,48 3,26 Thông số Công suất P (kW) 5.5 Tỷ số truyền u Số vòng quay n (vg/ph) Moment xoắn M (Nmm) 4,69 2880 33.9 2880 85 85 17 1061,43 39119,14 52420,95 263421,89 PHẦN II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT 1.Chọn vật liệu: Tính sơ vận tốc trượt: Theo công thức 7.1[1] 𝑣𝑠 = 4,5.10−5 𝑛1 3√𝑇2 = 4,5.10−5 2880 √39119,14 = 4.39(𝑚/𝑠) < 5(𝑚/𝑠) Tra bảng: 7.2 Ta chọn vật liệu làm bánh vít đồng không thiếc đồng thau Cụ thể dùng đồng nhôm sắt БpA Ж 9-4 đúc khuôn li tâm Vì tải trọng trung bình →chọn vật liệu làm trục vít thép C45,tôi bề mặt đạt độ rắn HRC=45 Bề mặt ren mài,đánh bóng Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy Tra bảng 7.1[1] ta được: [𝜎𝑏 ] = 400 𝑀𝑃𝑎 [𝜎𝑐ℎ ] = 200 𝑀𝑃𝑎 Ứng suất tiếp xúc cho phép Dùng nội suy ta :[𝜎𝐻 ] = 186𝑀𝑝𝑎 2.Xác định ứng suất cho phép: Bộ truyền làm việc chiều: [𝜎𝐹𝑂 ] = 0,25𝜎𝑏 + 0,08𝜎𝑐ℎ =0,25.400+0.08.200 =116(Mpa) Hệ số tuổi thọ: 𝐾𝐹𝐿 106 =√ 𝑁𝐹𝐸 Trong đó: 𝑁𝐹𝐸 = 60∑( 𝑇2𝑖 𝑇2max )9 𝑛2𝑖𝑡𝑖 Trong : ni : số vòng quay ti : tổng số làm việc bánh xét T2: momen xoắn trục bánh vit ∑ 𝑇𝑖 = 𝐿 365 𝐾𝑛𝑔𝑎𝑦 𝑘𝑛𝑎𝑚 = 6.365.0,25.24.0,65 = 8541 𝑇Trong đó: L = năm ( số năm làm việc) 3.Hệ số tuổi thọ : KFL = √106 /𝑁𝐹𝐸 : theo công thức 7.9 Chu kì thay đổi ứng suất tương đương: NFE= 60∑(T2i /T2max )9 n2iti Trong : ni : số vòng quay ti : tổng số làm việc bánh xét T2: momen xoắn trục bánh vit NFE = 60*n2∑(T2i /T2max )9 niti = 60n2∑(T2i /T2max )9 ti∑ t i Mà: ∑ 𝑡𝑖 = 𝐿 365 𝐾𝑛ă𝑚 24 𝐾𝑛𝑔à𝑦 = 6.365.0.25.0.65.24 = 8541h Trong L số năm làm việc ∑(T2i /T2max )9 ti =1 69 ∗ 0.003 + 19 ∗ 0.2 = 69 ∗ 0.8 = 0,414 Vy :NFE = 60.n2.8541.0,414 = 5.3× 106 => KFL = √ 106 5.3×106 = 0.83 Theo công thức 7.6 [1] ta có: [𝜎𝐹 ] = [𝜎𝐹𝑂 ]* KFL = 116 * 0.83 = 96.28MPa Đề số 4- phương án Đồ án chi tiết máy Từ công thức 7.14[1] Ứng suất tiếp xúc cho phép tải :[𝜎𝐻 ]𝑚𝑎𝑥 = 2𝜎𝑐ℎ = 2.200 = 400 𝑀𝑃𝑎 Ứng suất uốn cho phép tải :[𝜎𝐹 ]𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ = 0,8.200 = 160 𝑀𝑃𝑎 4.Tính toán thiết kế truyền: a.Tính toán thiết kế 𝑢 = 34,5 Với tỉ số truyền { 𝑡𝑣 → 𝑍2 = 34,5 chọn 𝑍2 = 35 𝑍1 = Chọn sơ KH = 1,2 Tính sơ hệ số đường kính trục vít q theo công thức thực nghiệm: q = 0,28*z2 = 0,28*35 =9.8 Vậy chọn Hệ số đường kính q =10 tra bảng 7.3[1] 170 𝑇2 𝐾𝐻 √ ) → 𝑎𝑤 = (𝑍2 + 𝑞) ( 𝑍2 [𝜎𝐻 ] 𝑞 Theo công thức 7.16[1] 170 391191.1,2 ) → 𝑎𝑤 = (35 + 8) √( = 136.5 mm 35.186 10 Chọn 𝑎𝑤 = 140(𝑚𝑚) Môdun trục vít công thức 7.17[1]: 𝑎𝑤 2.140 𝑚= = = 6.2 𝑍2 + 𝑞 35 + 10 Chọn m = 6.3 theo tiêu chuẩn Tính xác lại 𝑎𝑤 : 𝑚 (𝑍2 + 𝑞) 6.3(35 + 10) 𝑎𝑤 = = = 141.75(𝑚𝑚) 2 Chọn 𝑎𝑤 = 140𝑚𝑚) Hệ số dịch chỉnh: 𝑎𝑤 𝑍2 + 𝑞 140 35 + 10 − = − = −0.28 mm 𝑚 Thỏa mãn điều kiện dịch chỉnh - 0,7