ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY

GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I.Chọn động cơ điện: -Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập thì việc chọn động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc chọn và thiết kế hộp giảm tốc và các bộ truyền ngoài hộp. Trong công nghiệp thường sử dụng hai loại động cơ chính: động cơ một chiều và động cơ xoay chiều. Mỗi loại động cơ có ưu nhược điểm khác nhau, tùy thuộc vào từng yêu cầu thiết kế khác nhau mà lựa chọn động cơ sao cho phù hợp. Chọn động cơ điện tiến hành theo các bước sau: Tính công suất cần thiết của động cơ.- -Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ. -Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải, mômen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế.-Chọn loại, chọn kiểu động cơ đúng thì động cơ sẽ có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu làm việc của máy,phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định 1. Xác định công suất động cơ: - Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ , đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không được lớn hơn nhiệt độ cho phép. - Do vậy ta cần chọn động cơ theo tiêu chuẩn sau: đtđm PP ≥ Trong đó: P đm là công suất định mức của động cơ (kW) P đt là công suất đẳng trị của động cơ (kW) - Vì tải trọng trên hệ thống là tải trọng tĩnh nên ta có ycđt PP = P yc là công suất yêu cầu trên trục động cơ (kW) ycdm PP ≥⇒ Σ = η t yc P P (kW) (2.8,[II]) Trong đó: P t là công suất tính toán trên trục công tác (kW) Σ η là hiệu suất chung của hệ thống SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 1 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY P 1000 VF ct × = (KW) (2.11[II]) Với : F - lực kéo băng tải,N V - vận tốc băng tải,m/s 5 1000 1.5000 == ct P (kW) k m br n old ηηηηη .).().( = Σ (2.9[II]) n : số cặp ổ lăn (n=4) m : số cặp bánh răng (m=2) Tra theo bảng (2-1 [I]) d η :trị số hiệu suất của bộ truyền xích=0,95 br η :trị số hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ = 0,96 ol η :trị số hiệu suất của một cặp ổ lăn =0,99 k η :trị số hiệu suất nối trục đàn hồi =1 84,01.)96,0.()99,0.(95,0 24 == Σ η Công suất yêu cầu trên trục động cơ là : 95,5 84,0 5 == yc P (kW) 2. Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ: Số vòng quay của trục máy công tác: pz v n lv . .60000 = (vg/ph) (2.16[II]) 21,49 4,25.48 1.60000 == (vg/ph) Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động(sơ bộ):chọn theo bảng 2-2[I] SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 2 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY u t = u n .u h = 2.14 = 28 Ở đây ta chọn sơ bộ tỉ số truyền của bộ truyền xích u n = u x = 2 của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp u h =14 . Số vòng quay trên trục động cơ: n sb = n lv .u t [vg/ph] (2.18[II]) = 49,21.28 = 1377,88[vg/ph] 3. Chọn động cơ: Động cơ được chọn phải có công suất P đc và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện:    ≈ ≥ sbđb ycđc nn PP (2.19[II]) Từ điều kiện trên tra bảng P1.3[II] ta chọn động cơ với các thông số sau đây: Kiểu động cơ Công suất Kw Vận tốc quay Vg/ph cos ϕ  % dn T T max dn K T T 4A132S6Y3 7,5 1455 0,86 87,5 2,2 2,0 II. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN: 1. Xác định tỉ số truyền chung: - Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống: lv dc t n n U = (3.23[II]) Trong đó: n dc là số vòng quay của động cơ đã chọn n lv là số vòng quay trên trục công tác 56,29 21,49 1455 == t U 2. Phân phối U t : - Ta có: hXt uuU . = (3.24[II]) SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 3 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY - Chọn tỉ số truyền cho hộp giảm tốc: u h =14 11,2 14 56,29 ===⇒ h t x u U u 3. Phân phối u h : - Ta có 21 .uuu h = Trong đó: u 1 là tỉ số truyền cấp nhanh u 2 là tỉ số truyền cấp chậm - Ta chọn tỉ số truyền cho bộ truyền cấp nhanh là u 1 = 4,1 Vậy: u 1 =4,1 ; u 2 =3,41 III. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC: 1. Tính công suất làm việc trên các trục: Công suất trên trục công tác: P 5 . = tácc (KW) Công suất trên trục III của hộp giảm tốc: P 3 )( brol ct P ηη × = (KW) 26,5 96,099,0 5 = × = (KW) Công suất trên trục II của hộp giảm tốc P 2 )( 3 olbr P ηη × = (KW) 53,5 99,096,0 26,5 = × = (KW) Công suất trên trục I hộp giảm tốc: P 1 = )( 2 dbr P ηη × (KW) SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 4 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY 06,6 95,096,0 53,5 = × = (KW) Công suất trên trục động cơ: P dc = )( 1 old P ηη × (KW) 44,6 99,095,0 06,6 = × = (KW) 2. Tính vận tốc quay của các trục Số vòng quay thực của đông cơ: n đc = 1455 (vg/ph) Số vòng quay trục I: d dc u n = 1 n 57,689 11,2 1455 == (Vg/ph) Số vòng quay trục II: 1 1 u n = 2 n 18,168 1,4 57,689 == (Vg/ph) Số vòng quay trục III: 2 2 3 u n n = 31,49 41,3 18,168 == (Vg/ph) Số vòng quay của tang(máy công tác): N ct 36,23 11,2 31,49 3 === x u n (vg/ph) 3. Tính Momen xoắn trên các trục: Mômen trên trục thứ i được tính theo công thức: i i i n P T .10.55,9 6 = (Nmm) SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 5 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY Mômen xoắn trên trục động cơ: 41,42269 1455 44,6.10.55,9 .10.55,9 6 6 === đc đc đc n P T (Nmm) Mômen xoắn trên trục I: 21,83926 57,689 06,6.10.55,9 .10.55,9 6 1 1 6 1 === n P T (Nmm) Mômen xoắn trên trục II: 71,314017 18,168 53,5.10.55,9 .10.55,9 6 2 2 6 2 === n P T (Nmm) Mômen xoắn trên trục III: 31,1018718 31,49 26,5.10.55,9 .10.55,9 6 3 3 6 3 === n P T (Nmm) Mômen xoắn trên trục công tác: 23,970331 21,49 5.10.55,9 .10.55,9 6 6 === t t t n P T (Nmm) 4.Bảng kết quả tính toán Tốc độ quay (v/ph) Tỉ số truyền Công suất (Kw) Mômen xoắn(N.mm) Trục động cơ 960 2,07 4,95 49242,19 TrụcI 463,77 4,66 95959,2 5 TrụcII 92,75 4,25 218800,53 4 TrụcIII 23,19 4,04 1663734,37 1 Trục làm việc 23,19 3,84 158137,28 PHẦN B: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN: SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 6 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY I. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI NGOÀI: 1. Chọn loại đai thang: - Có 3 loại đai thang: đai thang thường, đai thang hẹp, đai thang rộng. Tuy nhiên với đai thang hẹp nhờ có lớp sợi có độ bền cao, tải trọng phân bố đều hơn trên chiều rộng lớp chịu tải nên khả năng tải của đai thang hẹp lớn hơn so với đai thang thường, do đó với cùng một công suất cần truyền, thì chi phí vật liệu làm đai và bánh đai giảm, ngoài ra đai thang hẹp có thể làm việc với vận tốc cao hơn đai thang thường. Từ các yếu tố trên ta chọn đai thang hẹp để sử dụng cho việc truyền động trong hệ dẫn động băng tải. Theo bảng (4.13/59 [II]) ta chọn: Loại đai Kí hiệu Kích thước tiết diện (mm) Diện tích tiết diện A (mm 2 ) Đường kính bánh đai nhỏ d 1 , mm Chiều dài giới hạn l, mm b t b h y 0 Đai thang hẹp yO 8.5 10 8 2 56 63-180 630-3550 2. Xác định đường kính bánh đai: - Chọn đường kính bánh đai nhỏ là d 1 = 112 (mm) - Từ đường kính bánh đai, xác định vận tốc đai: 60000 11 d nd v π = Trong đó: d 1 là đường kính bánh đai nhỏ n d1 là vận tốc quay của trục dẫn n d1 = n dc = 960(vg/ph) 63,5 60000 960.112. ==⇒ π v (m/s) - Ta có v < 40 m/s vậy vận tốc đai thõa mãn điều kiện - Xác định đường kính bánh đai lớn: )1.(. 12 ξ −= dud d 4.2 [II] Trong đó: ξ là hệ số trượt của đai SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 7 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY 2,227)02,01.(112.07,2 2 =−=⇒ d (mm) Chọn d 2 theo tiêu chuẩn bảng (4.21/63 [II]) ta được: d 2 = 250(mm) 3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục: - Khoảng cách giữa hai trục bánh đai phải thỏa mãn điều kiện ).(2).(55,0 2121 ddahdd +<<++ 4.14 [II] Trong đó: a là khoảng cách giữa hai trục bánh đai h là chiều cao của tiết diện đai - Chọn sơ bộ a =300 (mm) 4. Định chính xác chiều dài đai l và khoảng cách trục a: - Theo khoảng cách trục a sơ bộ ta xác định được l a dd ddal .4 )( ).( 2 .2 2 12 21 − +++= π 4.4 [II] 62,1388 300.4 )112300( )300112.( 2 300.2 2 = − +++= π (mm) Theo bảng (4.13/59 [II]) chọn chiều dài đai tiêu chuẩn: l=1400 (mm) - Kiểm tra số vòng chạy của đai trong 1 giây: 10 1400 63,5 max =<== u l v u (thỏa mãn) 4.15 [II] - Khoảng cách giữa hai trục bánh đai a được xác định chính xác theo l tiêu chuẩn: ( ) 4 .8 22 ∆−+ = λλ a 4.6 [II] Trong đó 2 . 21 dd l + −= πλ ( ) 2 12 dd − =∆ 8 ).(8)].(.2[).(.2 2 12 2 2121 ddddlddl a −−+−++− =⇒ ππ SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 8 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY 8 )112250.(8)]250112.(1400.2[)250112.(1400.2 22 −−+−++− = ππ =409,88(mm) - Kiểm tra điều kiện của khoảng cách trục a: ).(2).(55,0 2121 ddahdd +≤≤++ )250112.(288,4098)250112.(55,0 +≤≤++ ⇒ Thỏa mãn điều kiện trên. - Góc ôm a dd 0 12 0 1 57).( 180 − −= α 4.7 [II] ''0 48160 88,409 57).112250( 180 = − −= ο Thỏa mãn α 1 > 120 0 5. Xác định số đai cần thiết: - Số đai được tính theo công thức: zul đdc CCCCP KP z .].[ . 0 α = 4.16 [II] Trong đó: P dc Công suất trên trục bánh đai chủ động P dc = 4,95(kW) [P 0 ] Công suất cho phép kW theo bảng (4.20/62 [II]). Chọn [P 0 ] = 1,73 (kW) K đ Hệ số tải trọng động, theo bảng (4.7/55 [II]). Chọn K đ = 1,10 C α Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm α 1 , theo bảng (4.15/61 [II]). Chọn: C α = 0,95 C l Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai, theo bảng (4.16/61 [II]). Chọn C 1 = 1 C u Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền, theo bảng (4.17/61 [II]). Chọn C u = 1,13 C z Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai theo bảng (4.18/61 [II]). Chọn C z = 1 93,2 1.13,1.1.95,0.73,1 1,1.95,4 == z Vậy chọn z = 3 SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 9 GVHD:NGUYỄN THANH TÂN ĐỒ ÁN CHI TẾT MÁY - Theo bảng (4.21/63 [II]) : chọn h 0 = 2,5 ; t = 12 ; e = 8 - Chiều rộng bánh đai: B = (z - 1).t + 2e =(3-1).12+2.8= 40 (mm) 4.17 [II] - Đường kính ngoài bánh đai: d a1 = d 1 + 2.h 0 = 112+2.2,5=117(mm) d a2 = d 2 + 2.h 0 = 250+2.2,5=255(mm) 4.18 [II] - Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: Lực căng trên một dây đai: 2 0 . 780 vq zCv KP F m đdc += α 4.19 [II] 88,26663,5.069,0 3.95,0.63,5 10,1.95,4.780 2 =+= (N) (chọn q m =0,069) Lực tác dụng lên trục: 2 sin .2 1 0 α zFF r = (N) 4.21 [II] 85,1578 2 48160 sin3.88,266.2 ''0 == (N) 6. Bảng các thông số của bộ truyền bánh đai: e da d h 0 b1 bt H t B Thông số 1 d (mm) 2 d (mm) B(mm) l(mm) )( 1 ο α 0 h (m 1a d 2a d Fo(N) Fr(N) SVTT:VÕ HỒNG TRUNG Trang 10