ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC MÁY: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ BỘ TRUYỀN XÍCH

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Thiết kế hệ dẫn động băng tải Lực kéo băng tải : F = 8000 ( N ) Vận tốc băng tải: v = 1,45 ( ms ) Đường kính tăng quay: D = 320 ( mm ) Bộ truyền: Xích Thời gian phục vụ: Lh = 23400 ( giờ ) Góc nghiêng đường lối tâm bộ truyền ngoài: β = 40° Đặc tính làm việc: êm Công suất làm việc : Plv = = 8000.1,451000 = 11,6 ( kw ) =Pct Hiệu suất hệ dẫn động : η = (ηbr)n. ( ηol )m .( ηđ(x) )k .( ηkn )h Trong đó : Số cặp bánh răng ăn khớp : n = 2 Số cặp ổ lăn : m = 4 Số bộ truyền đai : k = 1 Số khớp nối : h = 1 Tra bảng B ta được : Hiệu suất bộ truyền bánh răng : ηbr = 0,97 Hiệu suất bộ truyền đai ( xích ) : ηđ(x) = 0,96 Hiệu suất ổ lăn : ηol = 0,9992 Hiệu suất khớp nối : ηkn = 1 η =(0,97)2 . ( 0,992 )4.0,96.1 = 0,8747 Công suất cần thiết trên trục động cơ : Pyc = =11,60,8747= 13,26 ( kw ) Số vòng quay trên trục công tác : nlv = = 60000.1,45(π.320)= 86,58 ( vph ) đối với hệ dẫn động băng tải Chọn sơ bộ tỷ số truyền Usb = Uđ(x).Uh Trong đó, tra bảng B ta được : Tỷ số truyền bộ truyền đai ( xích ) : Uđ(x) = ( 2…5 ) Tỷ số truyền hộp giảm tốc : Uh= ( 8…40 ) Chọn Uh = 8 Ux = 2 Usb = Ux.Uh = 2.8 = 16 Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ : nsb = nlv. Usb = 86,58.16 = 1385,28 ( vph ) Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ : Tra bảng Chọn ntsb= 1460 ( vph ) sao cho gần với nsb nhất Chọn động cơ : Tra bảng phụ lục trong tài liệu ,chọn động cơ : = = 1460 ( vph ) Pyc = 18,5 ( kw ) Ta chọn được động cơ với các thông số sau : KH : 4A160M4Y3 = 18,5 ( kw ) nđc = 1460 (vph ) dđc = 40 (mm)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CƠ HỌC MÁY

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

BỘ TRUYỀN XÍCH Đề số 09-Phương án 02 Sinh viên : Hoàng Gia Thái Lớp : Tuyển Khoáng B K59 MSV : 1421040507 Giảng Viên HD : Nguyễn Duy Chỉnh

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

- Lực kéo băng tải : F = 8000 ( N )

- Vận tốc băng tải: v = 1,45 ( m/s )

- Đường kính tăng quay: D = 320 ( mm )

- Bộ truyền: Xích

- Thời gian phục vụ: Lh = 23400 ( giờ )

- Góc nghiêng đường lối tâm bộ truyền ngoài: β = 40°

19 ta được :

- Hiệu suất bộ truyền bánh răng : ηbr = 0,97

- Hiệu suất bộ truyền đai ( xích ) : ηđ(x) = 0,96

- Hiệu suất ổ lăn : ηol = 0,9992

- Hiệu suất khớp nối : ηkn = 1

4 Số vòng quay trên trục công tác :

Tỷ số truyền của hệ: U = l

đc v

n

146086,58 = 16,863 Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc: Uh =8

Tỷ số truyền bộ truyền ngoài: Uđ(x) = h

43 ta có uh = 8 => u1 = 3,3 , u2 = 2,42

Tất cả các tỷ số truyền trên phải phù hợp với các giá trị trong bảng B  

2.4121

Công suất trên trục công tác: Pct = Plv = 11,6 ( kw )

Công suất trên các trục khác:

PIII = ηolol ηolkn Pct =0,992.111,6 = 11,69 ( kw )

PII = ηolol ηolbr PIII =0,992.0,9711,69 = 12,14 ( kw )

PI =ηolol ηolbr PII = 0,992.0,9712,14 = 12,61 ( kw )

Công suất trên trục động cơ:

Pđc =PI ηolx= 12,610,96 = 13,135 ( kw )

Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 1460 (v/ph)

Số vòng quay trên trục II: n2 =

1 1

n

u =

692,9283,3 = 209,978( v/ph )

Số vòng quay trên trục III: n3 =

2 2

n

u =

209,9782,42 = 86,76 ( v/ph )

Số vòng quay trên trục công tác: nct = u n3

kn= 86,761 = 86,76 ( v/ph )

Mômen xoắn trên trục động cơ: Mđc = 9,55.106

dc dc

P

n = 9,55.106

13,135

1460 = 85917,29( N.mm )

Mômen xoắn trên trục I: MI = 9,55.106

I I

I Tính toán thiết kế bộ truyền xích

Thông số đầu vào :

1. Chọn loại xích:Chọn loại xích ống con lăn

2. Chọn đĩa răng đĩa xích

z

Z k Z



=

25

25 = 1

Hệ số vòng quay: kn = n 01 n 1 = 16001460 = 1,096

k=k k k k k k0 a dc bt d c

Ở đây:

k0:Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: tra bảng B5.682[1] với β=40o ,ta được k0=1

k a:Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích: chọn a = (30÷50) (lấy

a = 40) tra bảng B5.682[1], ta được k a=1

k dc:Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích Tra bảng B5.682 [1]ta được

dc

k =1

k bt:Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn Tra bảng B5.682[1]ta được k bt=1

k d :Hệ số tải động Tra bảng B5.682 [1] ta được k d=1

k c:Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền Tra bảng B5.682 [1]với số ca làm việclà: 2 ca ta được k c=1,25

-Công suất cho phép:  P = 43,8(kW)

85 với loại xích ống con lăn, bước xích p= 25,4(mm) Sốlần va đập cho phép của xích  i =30

i = z1n1

15 x = 25.146015.120 =20,27  i =30 (thỏa mãn)5.Kiểm tra nghiệm xich về độ bền:

78 với p=25,4(mm) ta được + Q= 56700(N)

Trong đó:k f-Hệ số phụ thuộc độ võng của xích: β >40=¿k f=2

 s -Hệ số an toàn cho phép,tra bảng B  

5.101

86 với p=25,4 ; n1=1460 ,ta được

 s =16,3

S= 1.1197,33+620,7+52,77256700 =30,307

Trong đó:

K d-hệ số tải động, đã có ở trên k d=1

A-Diện tích chiều của bản lề ,tra bảng B  

5.121

87 với p=25,4(mm),ta được A=180

86 ta chọn vật liệu đĩa xích là Thép 45 Tôi cải thiện đạt độ cứng HB 170 có ứng suất tiếp cho phép là [σ H 1]=500 ( MPa) ≥ σH 1=353,627 (MPa)

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 (mm) 202,65

4.

Phần 3 : Tính Toán Thiết Kế Bộ Truyền Trong

I Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cặp bánh răng thứ nhấtThông số đầu vào:

- Giới hạn chảy: σ ch1 = 580 ( Mpa )

Chú ý: Chọn vật liệu của hai bánh răng đều phải là vật liệu nhóm I : HB ≤ 350 và nên chọn HB1 = HB2 + 10 ÷ 15

M1 – Mômen xoắn trên trục chủ động: M1 = 173792,22 ( N.mm )

[σ H] – Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σ H] = [σ H 1]+[σ H 2]

2 ( Mpa )

da2 = dw2 = 264,186 ( mm ) < 700 ( m/s ) => KXH = 1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh rang.

Chọn YR = 1 – Hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt chân răng

Ys = 1,08 – 0,0695.ln(m) = 1,08 – 0,0695.ln(3) = 1,004 là hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất , với m – môđun, tính bằng mm

Do da2≈ dw2 = 264,186 ( mm )≤ 700 ( mm )=>KxF = 1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền uốn

6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng:

a Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc:

σ H = ZMZHZε√2 M1K H(u t+1)

b w u t d w 12 ≤[σ H] [σ H]- Ứng suất tiếp xúc cho phép

ZM – Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp , tra bảng B6.596 [1]

Kiểm tra:

Ta cóσ H≤[σ H] và [σ H]−σ H

[σ H] =470,67−453,028470,67 =3,748%≤10%

=>chấp nhận, nếu sai=>quá thừa bền, phải giảm ψba nếu có thể hoặc giảm aw

b Kiểm nghiệm về độ bền uốn

KF - Hệ số tải trọng khi tính về uốn:

KF = K Fα K Fβ K Fv = 1.1,08.1,07 = 1,1556

K K S



Nếu đúng => thỏa mãn, nếu sai thì tăng m và tính lại

c Kiểm nghiệm về quá tải:

σ Hmax = σ H√K qt = 446,907.√1,8 = 599,589 ( MPa ) ≤[σ H]max = 2,8.min(σ ch1;σ ch2 ) =2,8.σ ch2 =2,8.450 = 1260 ( MPa )

σ Fmax 1 = K qt σ F 1 = 1,8.66,54 = 119,772 ( MPa ) ≤[σ F 1]max = 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464 ( MPa )

σ Fmax 2 = K qt σ F 2 = 1,8.63,037= 113,4666 ( MPa ) ≤[σ F 2]max = 0,8.σ ch2 = 0,8.450 = 360 ( MPa )

Nếu đúng => thỏa mãn nếu sai thì chọn lại vật liệu và tính lại.

Ở đây Kqt là hệ số quá tải: Kqt = M max

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC, CHỌN Ổ LĂN KHỚP NỐI

I, Tính toán thiết kế trục

1, Chọn vật liệu làm trục: Chọn thép 45 tôi cải thiện để chế tạo trục

2, Xác định lực và sơ đồ phân bố lực tác dụng lên trục:

a, Sơ đồ phân bố lực:

- Đặt hệ trục tọa độ Oxyz :

- Vẽ tách sơ đồ cơ cấu:

- Xác định chiều quay các trục, lực và điểm đặt lực tác dụng lên trục, bánh răng:

b, Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng:

- Với bộ truyền bánh răng nghiêng: Cặp bánh răng thứ nhất

Chọn d1= 40mm; d2= 50mm ; d3= 60mm (làm tròn đến hàng đơn vị số 0 hoặc 5)

b, Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

- Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục

Tra bảng B10.2189 [1]Chọn được chiều rộng ổ lăn trên các trục:

+ ( Trên truc II ) Chiều dài may ơ bánh răng trụ răng nghiêng

= 1257,1965.65.Sin(50) + 1813,03.65 - 210 RCy

RCy = 1257,1965.65.Sin(50) + 1813,03.65 / 210

 Vậy RCy= 859,268 (N)  Chi u nh hình vẽ ều như hình vẽ ư hình vẽ

Chi u lên Oy ếu lên Oy  Pđ.sin50o – Pr1 + RCy + RAy =0

 RAy = -Pđ.sin(50o )+ Pr1 - RCy = -1257,1965.sin(50) + 1813,03 – 859,268 = -9,306 (N)

+ M t c t t i A có : ặt cắt tại A có : ắt tại A có : ại A có :

MuzA= Pđ.cos50o.65= 1257,1965.cos(50).65= 52527,17 (Nmm)

MuyA= Pđ.sin50o.65= 1257,1965.sin(50).65= 62599,44 (Nmm)

+ M t c t t i B có : ặt cắt tại A có : ắt tại A có : ại A có :