đồ án chi tiết máy HGT phân đôi cấp nhanh

ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn:Hong Vn Ngc LI NểI U . Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phơng pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung. Môn học Chi tiết máy có nhiệm vụ trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý cũng nh phơng pháp tính toán các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm bồi dỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy. Đối với các ngành cơ khí, chi tiết máy là môn kỹ thuật cơ sở cuối cùng, là khâu nối giữa phần bồi dỡng những tri thức về khoa học kỹ thuật cơ bản với phần kiến thức chuyên môn. Trong nội dung một đồ án môn học, đợc sự chỉ bảo hớng dẫn tận tình của thầy giáo, em đã hoàn thành bản thiết kế Hệ dẫn động băng tải với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế nên em không tránh khỏi sai sót.Em rất mong tiếp tục đợc sự chỉ bảo, góp ý của thầy cô và các bạn. Hà Nội, tháng 4 năm 2008 Sinh viên Nguyn Huy Hựng Sinh viờn: Nguyn Huy Hựng - C in t 4 K50 1 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc Phần 1: Tính động học hệ dẫn động: 1. Chọn động cơ điện: P dc > P yc n dc ≈ n db *P yc= P ct .β/η - Tính η: η =η xich . η 3 br . η 3 ol . η ot . η k = 0,96.0,97 3 .0,99 3 .0,98.1 (bảng 2.3 [1]) = 0,833 Với:η dai Hiệu suất của bộ truyền xích η br Hiệu suất một cặp bánh răng η ol Hiệu suất một cặp ổ lăn η ot Hiệu suất một cặp ổ trượt η k Hiệu suất nối trục di động - Tính β: β = 2 1 . i i i ck P t P t      ÷  ÷     ∑ = 2 2 2 1 3 4 1.3 . 1 . 0.7 . 8 8 8 + + = 0,912 - Tính P ct : P ct = F.v/1000= 9000.0,42/1000 = 3.78 P yc = 3,78.0,912/0,833 = 4.14(KW) * n db = n ct .u sb n ct = 60000.v/∏.D = 60000.0,42/∏.300 = 26,74 Tra bảng 2.4 ta có: u h = 8 40; u ng =2 5 => u sb = 16 200;chọn giá trị của u sb là 53  n db = 26,74.53 = 1417,22 (v/p) Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 2 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc Vậy chọn được động cơ với thông số: Kiểu động cơ: 4A112M4Y3 Số vòng quay thực: n dc =1425(v/p) Công suất: P dc = 5,5(kW) 1 2,0 1,3 mm K dn T T K T T = > = = cosϕ = 0,85 2. Phân phối tỷ số truyền: u ch = n dc /n ct = 1425/26,74 = 53,29 = u ngoai .u h Chọn trước u ngoai = 3  u h = u ch /u ngoai = 53,29/3 = 17,76 u h = u 1 .u 2 Chọn theo kinh nghiệm: u 1 = 1,2u 2  u 2 = 17,76 /1,2 = 3,85  u 1 = 1,2.3,85 = 4,62 Chọn lại : u ngoai = 21 .uu U ch = 53,29 4,62.3,85 = 2,996 ≈ 3,00 3. Tính toán thông số động học a. Số vòng quay: tính từ trục động cơ (v/f) 1 1425( / ) dc n n v f= = 1 2 1 1425 308,44( / ) 4,62 n n v f u = = = 2 3 2 308,44 80,11( / ) 3,85 n n v f u = = = 2 80,11 26,70( / ) 3,00 ct ng n n v f u = = = b. Công suất : tính từ trục công tác (kW) ct 3 3,78 3,82( w) 1.0,99 k ot P P k= = = η .η 3 2 3,82 4,02( w) 0,96.0,99 r oL P P k= = = η .η Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 3 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc 2 1 2 4,02 4,40( w) 0,96 .0,99 r ol P P k 2 = = = η .η ' 1 4,40 4,63( w) 0,95 dc x P P k= = = η c. Momen xoắn : Được tính theo công thức : T = 9,55.10 6 .P/n (N.mm) 6 6 9,55.10 . 9,55.10 .3,78 1350000( . ) 26,74 ct ct ct P T N mm n = = = 6 6 3 3 3 9,55.10 . 9,55.10 .3,82 455386,34( . ) 80,11 P T N mm n = = = 6 6 2 2 2 9,55.10 . 9,55.10 .4,02 124468,29( . ) 308, 44 P T N mm n = = = 6 6 1 1 1 9,55.10 . 9,55.10 .4,40 29487,72( . ) 1425 P T N mm n = = = 6 ' 6 ' 9,55.10 . 9,55.10 .4,63 31029,12( . ) 1425 dc dc dc P T N mm n = = = Dựa vào thông số tính toán ở trên ta có bảng sau : Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 4 Trục Thông số Động cơ 1 2 3 Công tác Tỷ số truyền u 1 4,62 3,85 3 Công suất P(kW) 4,63 4,40 4,02 3,82 3,78 Số vòng quay n ( ) pv \ 1425 1425 308,44 80,11 26,70 Momen xoắn T(Nmm) 31029,12 29487,72 124468,29 455386,34 1350000 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc Phần 2:Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài : Số liệu đầu vào : tỷ số truyền: U x =3.00 công suất :P 3 ’=P 3 =3,82 kw số vòng quay: n 3 =80,11 v/ph I - Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn II - Xác định các thông số của xích trong bộ truyền 1,Xác định số răng đĩa xích Chọn số răng đĩa xích nhỏ: Z 1 =29 – 2.u=29-2.3,00=23 Vậy ta chọn Z 1 =23 răng Suy ra số răng đĩa xích lớn là Z 2 =3,00.Z 1 =3,00.23=69 răng Tỷ số truyền thực U x =69/23=3 2,Xác định bước răng p *Công suất tính toán: P t = ' 3 . . .P k kz kn kx ≤ [P] Ta có với Z 1 =23 ⇒ k z =25/Z 1 =25/23=1,09 ( hệ số số răng) với n 01 =50 v/ph ⇒ k n =n 01 /n 1 =50/80,11=0,624 (hệ số số vòng quay) lại có k=k o *k a *k đc *k b *k đ *k c .Trong đó: *k o hệ số ảnh hưởng đến cách bố trí bộ truyền do đường nối tâm 2đĩa xích làm với đường ngang 1 góc 30 o <60 o vậy k o =1 Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 5 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc *k a hệ số xét đến chiều dài xích k a =1( do chọn a=40p) *k đc hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích Do xích có dịch chỉnh nên k đc =1 *k b hệ số xét đến điều kiện bôi trơn Bôi trơn định kì trong môi trường có bụi k b =1.3 *k đ hệ số tải trọng động Do tải trọng êm nên k đ =1 *k c =1.25 tra theo bảng 5.6(tr82 TK1) ứng với bộ truyền làm 2 ca *k x hệ số xét đến ảnh hưởng của số dãy xích Có 1 dãy nên k x =1 Vậy k=1.1.1.1,.3.1.1,25=1.625 Khi đó công suất tính toán P t =3,82.1,625.1,09.0,624=4,22 kw **TỪ ĐÓ TA CÓ với 01 50 / 4,22 n v ph Pt kw =   =  theo bảng 5.5(tr81 TK1) ta có chọn : bước xích p=31,75 mm công suất cho phép [P]=5,83 kw đường kính chốt d c =9,55 mm chiều dày ống B=27,46 mm ta thấy P t <[P] nên thoả mãn theo bảng 5.8(tr83 TK1) ta thấy bước xích p<p max 3,tính sơ bộ khoảng cách trục: a=40p=40.31,75=1270 (mm) 4,Xác định số mắt xích x Số mắt xích x xác định theo công thức X= ( ) 2 2 1 1 2 2 . 2. 2 4. . Z Z p Z Za p a − + + + ∏ =2.40+ 2 6923 + + 2 2 (69 23) .31,75 4.3,14 .1270 − =127.34 Lấy số mắt xích chẵn : x=128 Tính lại khoảng cách trục theo công thức a= 0,25.p.[ x-0.5(Z 2 +Z 1 ) + ( ) 2 2 2 1 1 2 0,5 2. Z Z x Z Z   −     − + −     ÷   ∏       Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 6 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc a=0,25.31,75.{ 128-0,5(23+69)+ ( ) 2 2 69 23 128 0,5 23 69 2. 3,14   −     − + −     ÷         =1280,66 mm Để xích không phải chịu 1 lực căng quá lớn a cần giảm 1 lượng a ∆ =(0.002 ÷ 0.004)a Ở đây chọn ∆ a=0,004a=5,12 mm Vậy ta chọn a=1275,54 mm Số lần va đập của xích i= 1 1 . 15. Z n x = 23.80,11 15.128 =0,96 < [i]=25 vậy i<[i] nên số liệu đã thoả mãn III - Kiểm nghiệm xích về độ bền Với các bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thường xuyên chịu tải va đập trong quá trình làm việc Cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn S S= d 0 . t v Q k F F F+ + ≥ [S] *Q :tải trọng phá huỷ Tra bảng 5.2(tr 78 TK1) Q=88.5 kN *K đ : hệ số tải trọng động Do T mm /T 1 =1,3 nên ta có K đ =1 *Ft lực vòng F t = ' 3 1000.P v với v=Z 1 .p.n 3 /60000= 23.31,75.80,11 60000 =0,98 m/s ⇒ F t = 1000.3,82 0,98 =3897,96 N *F v lực căng do lực li tâm gây ra F v =q.v 2 q khối lượng 1 met xích(tra bảng 5.2) q=3.8 kg => F v =3,8.0,98 2 =3,65 N *F o lực căng do trọng lượng nhánh xích bị dẫn gây ra F o =9,81.k f .q.a Với K f hệ số phụ thuộc độ võng f của xích & vị trí bộ truyền Do bộ truyền nằm ngang => k f =1 => F o =9,81.1.3,8.1,275=47,53 N Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 7 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc => S= 3 88,5.10 1,0.3897,96 47,53 3,65+ + =22,41 Theo bảng 5.10 (tr86 TK1) ta có n 01 =50 v/ph => [S]=7 vậy S>[S] bộ truyền xích đảm bảo đủ bền IV - Tính đường kính đĩa xích 1*Đường kính vòng chia đĩa xích d 1 =p/sin( ∏ /Z 1 )=31.75/sin( ∏ /23)=233.17 mm d 2 =p/sin( ∏ /Z 2 )=31.75/sin( ∏ /69)=697.59 mm 2*Xác định đường kính đỉnh đĩa xích d a1 =p(0.5+cotg( ∏ /Z 1 ))=31.75(0.5+cotg180/23)=246.87 mm d a2 =p(0.5+cotg( ∏ /Z 2 ))=31.75(0.5+cotg180/69)=712.73 mm 3*Xác định đường kính vòng đáy d f1 =d 1 -2*r với r = 0.5025d 1 +0.05 d 1 đường kính con lăn: tra theo bảng 5.2 (tr 78 TK1) d 1 =19,05 mm  r =0.5025*d 1 +0.05=0.5025*19.05+0.05=9.623 mm  d f1 =d 1 -2*r=233.17-2*9.623=213.92 mm  d f2 =d 2 -2*r=697.59-2*9.623=678.34 mm V - Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện sau: σ H =0.47* KdA EFvdKdFtk r * *)*(* + <[ σ H ] [ σ H ] ứng suất tiếp xúc cho phép F t =2511.11 N F vd lực va đập trên m dãy xích: m=1  Fvđ=13*10 -7 n 3 *p 3 *m=13*10 -7 *80.11*31.75 3 *1=3.33 N K r hệ số ảnh hưởng đến số răng đĩa xích Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 8 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc K r1 =0.44(do Z 1 =23 tra theo trang 59 TK1) K r2 =0.20(do Z 1 =69 tra theo trang 59 TK1) K đ =1.0 E modun đàn hồi E=2.1*10 5 (Mpa) A diện chiếu của bản lề Tra bảng 5.12 TK1 => A=262 mm 2 => σ H1 =0.47 5 0.44(2511.11*1.0 3.33)*2.1*10 262*1.0 + =442.59 Mpa σ H2 =0.47 5 0.20(2511.11*1.0 3.33)*2.1*10 262*1.0 + =298.40 Mpa với σ H1 =442.59 Mpa tra bảng 5.11 ta thấy thép tôi cải thiện đạt HB210 sẽ đạt ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ H1 ]=600 Mpa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa 1 với σ H2 =298.3Mpa dung thép tôi cải thiện đạt HB170  đạt [ σ H2 ]=500 Mpa để chế tạo đĩa xích lớn  thoả mãn độ bền uốn VI - Các lực tác dụng lên trục Do không có yêu cầu lực căng ban đầu do đó lực căng trên nhánh chủ động F 1 & bị động F 2 chỉ bằng F 1 =F t +F 2 F 2 =F 0 +F v Trong đó F v lực căng do lực li tâm gây ra F v =q*v 2 Do có thẻ bỏ qua F 0 &F v (theo TK1 trang 88)  lực tác dụng lên trục được tính theo F r =k x *F t (TK1) Có F t =2511.11 N k x hệ số kể đến ảnh hưởng của trọng lượng xích  k x =1.15 do bộ truyền nằm ngang  F r =1.15*2511.11=2887.78 (N) Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 9 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Giáo viên hướng dẫn:Hoàng Văn Ngọc BẢNG THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN XÍCH Thông số Kí hiệu Trị số Đơn vị Số răng đĩa dẫn Z 1 23 răng Số răng đĩa bị dẫn Z 2 69 răng Đường kính đĩa dẫn d 1 233.17 mm Đường kính đĩa bị dẫn d 2 697.59 mm Sinh viên: Nguyễn Huy Hùng - Cơ điện tử 4 – K50 10 [...]... trục: Công thức xác định khoảng cách trục a của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng bằng thép ăn khớp ngoài nh sau: (6.15a) a1 43 (u1 + 1) 3 T1 K H K Hv [ H ] 2 u 1 a Trong đó: - T1 là mômen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục I) - d = b/d1 = 0,5.a.(u+1) là hệ số chi u rộng bánh răng - KH là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chi u rộng vành răng khi tính về tiếp xúc - KHv là hệ số kể... răng; - KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; - b : Chi u rộng vành răng - d1 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ động; Ta đã biết đợc các thông số nh sau: - T1 = 29487,72 (N.mm) - b = a a = 0,3.190 = 57 mm ; ly b = 60 - um = 4,62 và d1 = m.Z1 = 3.18 = 54 (mm) - ZM = 274 Mpa1/3 vì bánh răng làm thép tra Bảng 6.5 (Trang 96-Tập 1: Tính toán ) Theo công thức 6.35: tg b = cost tg = cos24,53.tg37,12... điểm đặt lực : Trục II : Sơ đồ tính khoảng cách : l21 Sinh viờn: Nguyn Huy Hựng - C in t 4 K50 28 ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn:Hong Vn Ngc l24 l23 l22 lm22 lm24 k1 lm23 Với d = 35 mm tra bảng 10.2_[1] ta có b0 = 21 mm Chi u dài moayơ bánh răng trụ: lm = (1,2 ữ 1,5).d = (1,2 ữ 1,5).35 = 1,2.35 = 42 mm Chọn lm22 = lm24 = 45 mm,lm23 = 120 (cho phù hợp với bề rộng bánh răng) Theo bảng 10.3_[1]... viờn: Nguyn Huy Hựng - C in t 4 K50 29 ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn:Hong Vn Ngc Trục III : Sơ Đồ Tính Khoảng Cách : l32 l31 l33 Với d = 50 mm tra bảng 10.2_[1] ta có b0 =27mm Chi u dài moayơ bánh răng trụ: lm31 = (1,2 ữ 1,5).d = (1,2 ữ 1,5).50 Chọn lm31 = 75 mm Theo bảng 10.3_[1] , chọn: k1 = 10 mm k2 = 12 mm Khoảng cách từ gối đỡ 1 đến bánh răng trụ: l31 = l 21 = 300 mm l 32 = l 23 = 150... Xác định các thông số ăn khớp Sinh viờn: Nguyn Huy Hựng - C in t 4 K50 14 ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn:Hong Vn Ngc a.Môđun của bánh răng trụ răng thẳng (m) đợc xác đinh nh sau: m = (0,01 ữ 0,02).a1 = (0,01 ữ 0,02).160 = 1,90 ữ 3,80 Theo dãy tiêu chuẩn hoá ta sẽ chọn m = 3 mm b Số răng trên bánh lớn và bánh nhỏ lần lợt là Z1và Z2 ta có : Chn s b = 35 cos =0,819 Z1 = 2.aw cos 2.190.0,819... về tiếp xúc - KHv là hệ số kể ảnh hởng của tải trọng động - u1 là tỉ số truyền của cặp bánh răng ở đây ta đã có: - T1 = 29487,72 (N.mm), u1 =4,62; a = 0,3 và [] = 315 (MPa) -d = 0,5.a.(u+1) = 0,53.0,3.(4,62+1) = 0,89 Tra Bảng 6.7 (Trang 98-Tập 1: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta xác định đợc KH = 1,03(Sơ đồ 7) - Chọn sơ bộ KHv = 1 Thay số vào công thức ta sẽ xác định đợc khoảng cách giữa 2... bảng 10.3_[1] , chọn: k1 = 10 mm k2 = 12 mm Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến bánh răng trụ thứ nhất: l22 = 0,5.(lm + b0) + k1 + k2 = 0,5(42+21)+10+12= 53,5mm Chọn l22 = 55 mm Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến bánh răng trụ thứ hai: l23 = l22 + 0,5.(lm22 + lm23) + k1 =55 + 0,5(45 +120) + 10 = 147,5mm Chọn l23 = 150 Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến bánh răng trụ thứ ba: l24 = 2.l23 - l22 = 2.150 - 55 = 245 mm Khoảng cách... thụng s kớch thc b truyn cp chm: Khong cỏch trc Mụ un phỏp Chiu rng vnh rng T s truyn Gúc nghiờng ca rng S rng bỏnh rng H s dch chnh ng kớnh vũng chia aw =165 mm m = 2,5 mm bw = 85 mm um = 3,85 = 00 Z1 = 27 Z2 =104 x1 = 0 x2 = 0 d1 = m.z1 = 2,5.27 = 67,5 mm d 2 = m.z2 = 2,5.104 = 260 mm Sinh viờn: Nguyn Huy Hựng - C in t 4 K50 26 ỏn mụn hc Chi Tit Mỏy ng kớnh nh rng ng kớnh ỏy rng Giỏo viờn hng dn:Hong... mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn:Hong Vn Ngc = 1,33 Y = 1/1,33 = 0,75 + Y h s k n nghiờng ca rng Y = 1 /140 = 1 37,12/140 = 0,735 + YF1, YF2 h s dng rng ca bỏnh 1 v 2, ph thuc vo zv1, zv2 zv1 = z1/cos3 = 18/0,7973 = 35,55 zv2 = z2/cos3 = 83/0,7973 = 163,95 Tra bng 6.18 ta c: YF1 = 3,70 YF2 = 3,60 + KF h s ti trng khi tớnh v un KF = KF KF KFv * KF h s k n s phõn b khụng u ti trng trờn chiu... = F2 Kqt = 24,42 1,6 = 39,072 < [F2]max Tha món iu kin v quỏ ti qt Cỏc thụng s v kớch thc b truyn Khong cỏch trc Module phỏp Chiu rng vnh rng T s truyn Gúc nghiờng ca rng S rng Dch chnh aw1 = 190 mm m = 3 mm bw1 = 60 mm u1 =4,62 = 37,12 z1 = 18 x1 = 0 x2 z2 = 83 =0 ng kớnh chia: mz 3.18 mz 3.83 d1 = cos 1 = 0, 797 = 67,75 mm d2 = cos 2 = 0,797 = 312,42 mm ng kớnh ln: dw1 = 2aw(ut1+1) = 2.190/(4,62+1) . mụn hc Chi Tit Mỏy Giỏo viờn hng dn:Hong Vn Ngc LI NểI U . Chi tiết máy là môn khoa học nghiên cứu các phơng pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có. những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy. Đối với các ngành cơ khí, chi tiết máy là môn kỹ thuật