Đồ Án thiết kế hộp giảm tốc Hệ Dẫn Động Cơ Khí Sử Dụng Hộp Giảm Tốc Côn Trụ

Đồ án môn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Thái Nguyên, ngày… tháng … năm 2012 Sinh viên thực Kiều Xuân Thái Phạm Văn Minh Dương Văn Trường Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp LTLK CDL01 ỏn môn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad PHẦN I TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.Tính Chọn động điện 1.1 Chọn loại, kiểu động điện Việc chọn loại động điện dùng cho hộp giảm tốc thật đơn giản song cần chọn loại động cho phù hợp với hộp giảm tốc chúng ta, phù hợp với điều kiện sản xuất, điều kiện kinh tế Theo yêu cầu làm việc thiết bị dẫn động Hệ dẫn động băng tải đặc tính, phạm vi sử dụng loại động cơ, ta chọn động ba pha khơng đồng Roto lồng sóc Loại động có ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha sϕ thấp khơng cần biến đổi dịng điện Tuy nhiên loại có nhược điểm hiệu suất co (so với đồng đồng bộ), không điều chỉnh vận tốc Chọn sơ đồ khai triển hệ dẫn động sau: Hình :Hệ Dẫn Động Cơ Khí Sử Dụng Hộp Giảm Tốc Cơn Trụ 1.2 Chọn công suất động : Công suất động chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho động làm việc nhiệt độ sinh không mức cho phép Muốn điều kiện sau phi tha Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp LTLK CDL01 Đồ án môn học dc dm P ≥P dc lv Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad Plvct = (KW) ηΣ Trong đó: dc Pdm : Cơng suất định mức động Plvdc : Công suất làm việc trục động Plvct : Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trục công tác Plvct = 3500.2,3 Ft.V =8,05 (KW) = 10 10 ηΣ: Hiệu suất tổng toàn hệ thống ηΣ = ηk2 ηBr2 η04 : ηK: Hiệu suất khớp nối (thông thường lấy ηk=1) ηBr: Hiệu suất truyền bánh η0: Hiệu suất cặp ổ lăn Trị số hiệu suất truyền ổ che kín ηk=1; η0 = 0,99 ÷ 0,995 ; ηBr= 0,95 ÷ 0,97 Theo bảng (2.3) [I] chọn η0= 0,99 ; ηBr= 0,96 ⇒ ηΣ = 12.0,962.0,994 = 0,885 dc dm Vậy ta có P ⇒ dc Pdm ≥ Plvct ≥ η∑ 8,05 = 9,09 (KW) 0.885 1.3 Chọn số vòng quay đồng động : Số vòng quay đồng động xác định theo công thức: ndb = 60.f / p Trong đó: ndb: - Số vịng quay đồng động điện f: - Tần số dòng điện xoay chiều (Hz) (f = 50Hz) p: - Số đôi cực từ Trên thực tế, số vòng quay đồng thấp kích thước khn khổ giá thành động tăng (vì số đơi cực từ lớn) Tuy nhiên dùng động có số vịng cao lại u cầu giảm tốc nhiều hơn, tức tỉ số truyền tồn hệ thống tăng, dẫn tới kích thước giá thnh ca cỏc b truyn tng lờn Trờng ĐHKTCN Thái Nguyªn Líp LTLK CDL01 Đồ án mơn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad Số vòng quay trục cơng tác là: N ct Trong đó: 60.103.V 60.103.2,3 = = = 80,49 (Vg/ph) z.t 45.38,1 nct: Số vòng quay trục cơng tác (vịng/phút) Ta có khoảng tỷ số truyền nên dung hộp giảm tốc côn trụ cấp từ (8 :40) »Khoảng tốc độ động ndc nên chọn =(643,92 : 3219,6) (Vg/ph) Chọn động có ndòng = 1500 (Vg/ph) Dựa vào bảng (P1.3) [I] ta chọn động 4A132M4Y3 Nó có thơng số sau: Ký hiệu 4A132M4Y3 dc Pdm n dc (KW) (v/ph) 11,0 1458 Cosϕ η% Tmax Tdn TK Tdn 0,87 87,5 2,2 2,0 1.4 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động : a Kiểm tra điều kiện mở máy : Khi động khởi động sức ì qn tính hệ thống đứng yên nên làm cho công suất trục tăng lên Do cơng suất động mở máy phải lớn công suất làm việc ta phải kiểm tra điều kiện mở máy Điều kiện mở máy: dc dc Pmm ≥ Pbd Trong đó: dc - Pmm : Cơng suất mở máy động (KW) dc - Pbd :Công suất ban đầu trục động có tải (KW): - Hệ số cản ban dầu kbd = 1,8 : T dc Pmm = k P = 2,0.11 = 22 (KW) Tdn dc Pbddc = Plv K bd = 9,09.1,8 =16,362 (KW ) Vậy: dc Pmm ≥ Pbddc thỏa mãn điều kiờn trờn Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp LTLK CDL01 Đồ án môn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad b Kiểm tra điều kiện tải cho động cơ: Với sơ đồ tải trọng có tính chất khơng đổi quay chiều, nên không cần kiểm tra điều kiện tải cho động Vậy, Động 4A132M4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc đặt Phân phối tỷ số truyền : 2.1 T ỉ số truyền ngồi hộp giảm tốc Ta có: ung = uh = u Σ Tỷ số truyền chung toàn hệ thống : U∑ = N dc 1458 = = 18,11 N ct 80,49 2.2 Tỉ số truyền hộp giảm tốc Với hệ dẫn động ta có : U ∑ =U1.U2 = Uh Với hộp giảm tốc khai triển ta có : U2= 1,32 U h = 1,32.3 18,11 = 3,47 Uh = 5,23 U2 Tính tốn thông số trục Ký hiệu số tính tốn sau: Chỉ số "dc" ký hiệu trục động cơ, số “I”, Vậy U1 = “II”, “III”, “ct” ký hiệu trục 1, 2, trục cơng tác.: 3.1 Tính công suất trục : Pdc = Plvdc = 9,09 (kw) -Công suất trục I : PI = P dc η k η o = 9,09.0,99 = 8,999 (kw) -Công suất trục II : PII = PI η br η o = 9,09.0,96.0,99 = 8,55 (kw) -Công suất trục III : PIII = P II η br η o = 8,55.0,96.0,99 = 8,13 (kw) -Công suất trờn trc CT : Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp LTLK CDL01 Đồ án môn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad Pct = PIII 0,99 = 8,05 (kw) 3.2 Số vòng quay trục : -Tốc độ quay trục I : nI = ndc = 1458 (v/ph) -Tốc độ quay trục II : nII = nt I 1458 = = 278,8 (v/ph) u1 5,23 -Tốc độ quay trục III : nIII = nt I I 278,8 = = 80,34 (v/ph) u2 3,47 3.3 Tính mômen xoắn : Pi T = 9,55.106 n i (N.mm) -Tdc = 9,55.106 9,09 = 59540,12 (N.mm) 1458 -Trục I : TI = 9,55.106 8,999 = 58944,07 (N.mm) 1458 8,55 = 292871,23 (N.mm) 278,8 -Trục II : TII = 9,55.106 -Trục III : TIII = 9,55.106 8,13 = 966411,50 (N.mm) 80,34 -Trục IV : Tct = 9,55.106 8,05 = 956901,92 (N.mm) 80,34 3.4 L ập bảng kết : Trục Công suất (kw) DC I II III Công tác 9,09 8,999 8,55 8,13 8,05 Tỷ số truyền (-) Số vòng (v/ph) Mụmen (N.mm) quay 1458 59540,12 Trờng ĐHKTCN Thái Nguyªn 5,23 3,47 1458 278,8 80,34 80,34 58944,07 292871,23 966411,50 956901,92 Líp LTLK CDL01 Đồ án mơn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad PHẦN II THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN I TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH ( Bộ truyền bánh côn ) Chọn vật liệu Chọn vật liệu thích hợp bước quan trọng việc tính tốn thiết kế chi tiết máy nói chung truyền động bánh nói riêng Chọn vật liệu phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể, tải trọng lớn hay nhỏ, khả công nghệ thiết bị chế tạo, vật tư cung cấp, u cầu kích thước nhỏ gọn hay khơng… Đây hộp giảm tốc cơng suất trung bình nên ta chọn vật liệu thép nhóm I có độ rắn HB> NH01 NHE2>> NH02 ⇒ KHL1= m H N H 01 ≈ N HE1 KHL2= m H N H 02 ≈ N HE - σ H0 ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ sở.(B6.2) σ H0 = 2HB+ 70 + Với bánh chủ động: σ H0 =2.250+70= 570 (Mpa) + Với bánh bị động: σ H0 =2.235+70=540 (Mpa)  K HL1   = 570 = 518 (Mpa) ⇒ [σH1]= σ H 1min  1,1  S H1   K HL   = 540 = 491 (Mpa) [σH2]= σ H  1,1  SH  Với truyền bánh ta chọn [σH] =min( [σH1] ; [σH2] ) ⇒[σH] = 491 (Mpa) - Ứng suất tiếp xúc tải: Với truyền cải thiện thường hố ta có: [σH]max = 2,8.σ ch ⇒ [σH1]max= 2,8.580 = 1624 (Mpa) [σH2]max= 2,8.450 = 1260 (Mpa) Trêng ĐHKTCN Thái Nguyên Lớp LTLK CDL01 ỏn mụn học Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad b Ứng suất uốn cho phép: [σ F] - Ứng suất uốn cho phép xác định theo công thức  σ F0  .YR YS K xF K FC K FL [σF]=   SF  Trong : - YR: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân - YS: hệ số xét đến độ nhạy vật liệu tập trung ứng suất - KxF: hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến độ bền uốn ⇒ Trong bước tính thiết kế sơ lấy YR.YS KxF=1  K FL   ⇒ [σF]= σ F K FC   SF  - SF: hệ số an toàn tính uốn (B6.2) SF= 1,75 - KFC: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải truyền quay chiều tải trọng đặt phía nên lấy KFC=1 - KFL: hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng thời hạn phục vụ chế độ tải trọng truyền KFL= m F NF0 N FE Trong đó: +mF: bậc đường cong mỏi thử uốn mF =6 ( HB1= 250 ≤ 350) +NF0: số chu kỳ thay đổi ứng xuất sở thử uốn: NF0= 4.10 (với tất loại thép ) +NFE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương NFE=NHE ⇒ NFE1= NHE1=22,07.108 NFE2= NHE2=4,22.108 Vì NFE1>> NF0 v NFE2>> NF0 ⇒ KFL1= m F NF0 ≈ N FE1 KFL2= mF NF0 ≈ N FE - σ F0 :là ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở.(B6.2) σ F0 = 1,8HB + Với bánh chủ động: σ F0 =1,8.250=450 (Mpa) + Với bánh bị động: σ F0 =1,8.235=423 (Mpa) Trêng §HKTCN Thái Nguyên Lớp LTLK CDL01 ỏn mụn hc Thiết Kế Sản Phẩm Với Cad  K FL1   = 450 = 257,1 (Mpa) ⇒ [σF1]= σ F 1min  , 75 S  F1   K FL   = 423 = 241,7 (Mpa) [σF2]= σ F  , 75 S F   -Ứng suất uốn tải: +Với vật liệu có HB