Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hộp giảm tốc trục vít bánh vít 1 cấp đầy đủ và chi tiết. tài liệu đính kèm file PDF.PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨUTÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN VÀ MÔ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤCThông số đầu vào: + Lực kéo băng tải :F = 11000 ( N ) + Vận tốc băng tải :v = 0,48 ( ms) + Đường kính tang :D = 400 (mm) + Số ca làm việc :2 ( ca )+ Thời hạn phục vụ :h = 15000 ( giờ )+ Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài 50°+ Đặc tính làm việc: va đập vừaChọn Động CơCông suất yêu cầu của động cơP_ct=P_tη Pt: Công suất tính toán trên trục công tácPt= (F.v)1000=11000.0,481000=5,28 ( kW)η: Hiệu suất hệ dẫn độngη = ηtv.η3¬ol.ηd..ηknTrong đó : ηol là hiệu suất của ổ lăn ηtv là hiệu suất của bộ truyền trục vít ηd là hiệu suất của bộ truyền đai ηkn là hiệu suất của khớp nốiTra bảng B(2.3)1 ta có : ηol = 0,99; ηtv = 0,75; ηd= 0,95; ηkn = 0,99 η = η3¬ol.ηtv.ηd..ηkn = ( 0,99)3. 0,75 . 0,95 . 0,99 = 0,68=> Pct = Pt( η) =5,280,68=7,76 ( kW)Xác định số vòng quay làm việc nlv = (60000×v)(π.D)=60000.0,48(π.400)=23( v⁄(ph))Chọn tỉ số truyền sơ bộ usb = ud.utv Theo bảng B(2.4)1 ta chọn sơ bộ : + Tỉ số truyền dai : ud = 4+ Tỉ số truyền bộ truyền trục vít : u¬tv = 30⇒usb = 4.30 = 120Số vòng quay sơ bộ của động cơ. nsb = nlv.usb => nsb = nlv.usb = 23.120= 2760 ( vph)Số vòng quay đồng bộ của động cơ:Chọn ndb = 2760 ( vph)Chọn động cơ:Tra bảng ở phụ lục tài liệu P1.1 1, chọn động cơ thỏa mãn + ndb ~ nsb = 2760 ( vph)+ Pdc ≥ Pct = 7,76 ( kW)Ta được động cơ với thông số sau :Kiểu động cơCông suất Pct (kw)Vận tốc quay (vgph)Cos φη %T_mmT_dn T_kT_dn 4AA63B2Y30,2526700,77682,22Bảng 1.1. Thông số động cơPhân phối tỉ số truyềnXác định tỉ số truyền ut¬ của hệ thốngPhân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền : Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài : uh = u_tu_d =1204=30Vậy ta có :+ ut = 120+ uh = 30+ ud = 4Tính các thông số trên trụcTính công suất trên các trụcCông suất trên trục II : PII = P_ct(η_ol .η_k )=5,280,99.0,99=5,38( kw)Công suất trên trục I : PI=P_II(η_ol .η_tv )=5,380,99.0,75=5,72( kw)Công suất trên trục động cơ: Pdc=P_I(η_ol .η_d )=5,750,99.0,95=6,09 ( kw)Tính số vòng quay trên trụcSố vòng quay của động cơ: ndc = 2760 ( vph)Số vòng quay trên trục I : nI = n_đcu_d = ( 2760)4 = 690 ( vph)Số vòng quay trên trục II : nII=n_Iu_h =69030 =23 ( vph) Tính momen xoắn trên trục:Momen xoắn trên trục động cơ : T_đc=(〖9,55.10〗6.P_đc)n_đc =(〖9,55.10〗6.6,09)2760=21072 (N.mm)Momen xoắn trên trụ I:TI = (〖9,55.10〗6.P_I)n_I =(〖9,55.10〗6.5,72)690=79168 (N.mm)Momen xoắn trên trục II : T_II=(〖9,55.10〗6.P_II)n_II =(〖9,55.10〗6.5,38)23=2233869,5 (N.mm)Momen xoắn trên trục công tác : T_ct=(〖9,55.10〗6.P_ct)n_ct =(〖9,55.10〗6.6,09)23=2528764 (N.mm)Bảng thông số các trụcThông số TrụcĐộng cơIIICông tácCông suất P (kW)6,095,725,385,28Tỉ số truyền uUd = 4Uh = 30¬Số vòng quay n (vph)27609602323Momen xoắn T (N.mm)21072,3791682233869,52528674Bảng 1.2. Thông số kĩ thuật các trục TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI – BỘ TRUYỀN ĐAI THANGChỉ tiêu tính toánKhả năng kéoTuổi thọ của đai2.1 Chọn đaiTừ công suất truyền: P = 7,23 (kW)Tra bảng 41359 1, ta chọn đai thang loại A.Thông số của loại đai A là:Kí hiệuKích thước tiết diệnDiện tích tiết diên A (mm2)Đường kính bánh đai nhỏ d1 (mm)Chiều dài giới hạn l (mm)b1bhy0A111382,88110020056040002.2 Xác định đường kính bánh đaiChọn đường kính bánh đai nhỏ d¬1 = 130 mmKiểm nghiệm vận tốc của đai: V=(π.n_dc.D_1)60.1000=(π.130.2760)60000=18.8 (ms) Thoả mãn điều kiện v < vmax = (30 35) (ms)Tính đường kính bánh đai lớn D2 D_2=n_dcn_1 .D_1 (1ξ)Trong đó :ndc = 2760 (vph): số vòng quay của trục dẫnn1 = 690 (vph): số vòng quay của trục bị dẫn = 0,015: hệ số trượt của đai thang〖=>D〗_2=2760690.160.(10,015)=630(mm)Theo bảng 4.2163 1, ta chọn D2 = 630 (mm)Tỉ số truyền thực tế u_t=d_2(d_1 (1ε) )=630(160.(10,015) )=3,997 Sai lệch tỉ số truyềnΔu=|(u_tu)u|.100%=|(3,9974)4|.100%=0.06% < 4% ⇒Thỏa mãn.2.3 Chọn sơ bộ khoảng cách trục A và chiều dài đai LCó ut = 3,9 tra bảng 4.1460 1 ta chọn Asb = 0.9D2 = 0,9.630 = 567 (mm)Tính chiều dài L theo khoảng cách trục AsbTheo công thức (51) 4:L=2A+π2 (D_2+D_1 )+(D_2D_1 )24A=2.567+π2 (630+160)+(630160)24.567= 2471(mm)Ta chọn chuẩn chiều dài qua lớp trung hoà: L = 2500 (mm).Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây:u = VL=0,48.10002500 =0,192 (1s)Thoả mãn điều kiện u < umax =10.2.4 Xác định chính xác khoảng cách trục ATừ chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩnTheo công thức:A=(2Lπ(D_2D_1 )+√(〖2Lπ(D_2+D_1 )〗28(D_2D_1 )2 ))8=(2.2500π(630+160)+√(〖2.2500π(630+160)〗28(630160)2 ))8=708(mm)Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện sau:0,55(D1 + D2) + h ≤ A ≤ 2(D1 + D2) 0,55(160 + 630) + 8 ≤ A ≤2(160 + 630)442,5< A = 708 < 1580=> Khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện.Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai:Amin = A 0,015L = 708 0,015.2500 = 670,5 (mm)Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng:Amax = A + 0,33L = 708 + 0,33.2500 = 1533 (mm)2.5 Tính góc ôm 1α_1=180°(D_2D_1)A.57°=180(630160)708.57°=142°1 = 1420> 1200 (thoả mãn điều kiện)2.6Xác định số đai Z cần thiếtTra bảng 4.755 1, chọn Kd¬ = 1.Tra bảng 4.1963 1, với v=18,8 chọn được P0 = 3,75, L0¬ = 1700.Tra bảng 4.1561 1, chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng: Cα=0,89.Tra bảng 4.1661 1, ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm: CL = 0,86 với LL_0 = 25001700=1,47Tra bảng 4.1761 1, ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm: Cu = 1,14 với u >3Tra bảng 4.1861 1, ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm: Cz = 1 Tính số đai :Z≥(P_dc.kđ)(P_0 .C_α C_u C_L.C_z )=6,09.13,75.0,89.1,14.0,86.1=1.9 chọn Z = 22.7 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai Chiều rộng bánh đai: B = (Z – 1).t + 2STra bảng 4.2163 1ta được t = 15 ; S = 10 ; ho = 3,3 ; e = 10 B = (21).15 + 2.10 = 35 (mm)Đường kính ngoài cùng của bánh đai bánh dẫn: d_(a_1 ) = d1 + 2ho = 160 + 2.3,3 = 166,6 (mm)d_(a_2 ) = d2 + 2ho = 630 + 2.3,3 = 636,6 (mm)Đường kính ngoài cùng của bánh đai bánh bị dẫn:d_(f_1 ) = d_(a_1 ) + H = 166,6 + 12,5 = 179,1(mm)d_(f_2 ) = d_(a_2 ) + H = 636,6 + 12,5 = 676,1 (mm)2.8 Tính lực căng ban đầu Fo và lực tác dụng lên trục FrLực căng ban đầu :F_0=(780.P_1 K_đ)(〖v.C〗_α.z)+F_vBộ truyền tự động điều chỉnh lực căng: Fv = 0 (N)Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng: Fv = qm.v2Tra bảng 4.221: qm=0.105, v=18,8(ms)Fv= 0,105.18,82 = 37 (N)F_0=(780.P_1 K_đ)(〖v.C〗_α.z)+F_v = 780.6,09.1,118,8.0,89.2 + 37,1=178,8(N)Lực tác dụng lên trục:F_r=2F_0.Z.sin( α_12)=2.178,8.2.sin( 1422)=676,2 (N)Thông sốKý hiệuGiá trịLoại đaiAĐai thangĐường kính bánh đai nhỏd_1166,6(mm)Đường kính bánh đai lớnd_2636,6 (mm)Chiều rộng đaib35 (mm)Chiều dài đaiL2500 (mm)Số đaiz2Khoảng cách trụca708 (mm)Góc ôm bánh đai nhỏα_11420Lực căng ban đầuF_0178,8 (N)Lực tác dụng lên trụcF_r676,2 (N)Bảng 2.1. Thông số thiết kế của bộ truyền đai thang
MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN I MỞ ĐẦU PHẦN II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN VÀ MÔ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC 1.1 Chọn Động Cơ 1.1.1 Công suất yêu cầu động 1.1.2 Xác định số vòng quay làm việc 1.1.3 Chọn tỉ số truyền sơ 1.1.4 Số vòng quay sơ động 1.1.5 Chọn động cơ: 1.1.6 Phân phối tỉ số truyền .8 1.2 Tính thơng số trục 1.2.1 Tính cơng suất trục 1.2.2 Tính số vịng quay trục 1.2.3 Tính momen xoắn trục: CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI – BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 10 2.1 Chọn đai 10 2.2 Xác định đường kính bánh đai 10 2.3 Chọn sơ khoảng cách trục A và chiều dài đai L .11 2.4 Xác định xác khoảng cách trục A 11 2.5 Tính góc ơm 1 12 2.6Xác định số đai Z cần thiết 12 2.7 Định kích thước chủ yếu bánh đai 13 2.8 Tính lực căng ban đầu Fo và lực tác dụng lên trục Fr 13 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG – BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT, BÁNH VÍT 15 3.1 Chọn vật liệu làm bánh vít và trục vít 15 3.2 Xác định ứng suất cho phép bánh vít [] 15 3.3 Xác định sơ khoảng cách trục 18 3.4 Xác định mô đun 18 3.5 Xác định xác hệ số dịch chỉnh 19 3.6 Xác định hệ số và số thông số động học: 19 3.7 Kiểm nghiệm bánh vít: 20 3.8 Tính nhiệt truyền động trục vít 21 3.9 Thông số truyền trục vít bánh vít 21 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 24 4.1 Chọn vật liệu: 24 4.2 Lực tác dụng lên trục 24 4.3 Xác định sơ đường kính trục: 25 4.4 Xác định khoảng cách gối đỡ và trục 27 4.5 Tính chọn đường kính đoạn trục 29 4.5.1 Trục I 29 4.5.2 Trục II 32 4.5.3 Chọn và kiểm nghiệm then 35 4.5.4 Chọn và kiểm nghiệm then trục II 36 CHƯƠNG TÍNH TỐN Ổ LĂN 38 5.1 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn: .38 5.1.1 Trục I 38 5.1.2 Trục II 41 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC .43 6.1 Kết cấu hộp giảm tốc 43 6.2 Kết cấu phận chi tiết khác a, chốt định vị 46 6.3 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 48 6.4 Lắp ghép và dung sai 48 PHẦN KẾT LUẬN VÀ BÀI HỌC RÚT KINH NGHIỆM 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHẦN I MỞ ĐẦU Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí là u cầu thiếu kỹ sư ngành khí, nhằm cung cấp kiến thức sở máy và kết cấu máy Thông qua Đồ án môn học Chi tiết máy, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính tốn thiết kế chi tiết máy theo tiêu chủ yếu khả làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy; chọn cấp xác, lắp ghép và phương pháp trình bày vẽ, cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai lắp ghép và số liệu tra cứu khác Do thiết kế Đồ án chi tiết máy phải tham khảo giáo trình Chi tiết máy, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy, Từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này mình.Nhiệm vụ chúng em là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc và truyền đai thang Hệ dẫn động động điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và truyền đai để truyền động đến băng tải Chúng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc với Thầy, Cô Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, đặc biệt là Thầy, Cô bên Khoa Cơ Khí tạo điều kiện cho chúng em đươc học môn” Đồ Án Chi Tiết Máy” Một mơn học bổ ích chúng em sau này.Và Chúng em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Thu Hường nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt môn học này Lần làm quen với công việc thiết kế, với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần chúng em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực hiện đồ án và tính tốn khơng thể tránh thiếu sót.Chúng em mong đóng góp ý kiến Thầy, Cơ Chúng em xin chân thành cảm ơn PHẦN II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN VÀ MƠ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC Thơng số đầu vào: + Lực kéo băng tải : F = 11000 (N) + Vận tốc băng tải : v = 0,48 ( m/s) + Đường kính tang : D = 400 (mm) + Số ca làm việc : ( ca ) + Thời hạn phục vụ : h = 15000 ( ) + Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngoài 50° + Đặc tính làm việc: va đập vừa 1.1 Chọn Động Cơ 1.1.1 Công suất u cầu động Pt: Cơng suất tính tốn trục công tác ( kW) η: Hiệu suất hệ dẫn động η = ηtv.η3ol.ηd ηkn Trong : ηol là hiệu suất ổ lăn ηtv là hiệu suất truyền trục vít ηd là hiệu suất truyền đai ηkn là hiệu suất khớp nối Tra bảng B ta có : ηol = 0,99; ηtv = 0,75; ηd= 0,95; ηkn = 0,99 η = η3ol.ηtv.ηd ηkn = ( 0,99) 0,75 0,95 0,99 = 0,68 => Pct = ( kW) 1.1.2 Xác định số vòng quay làm việc nlv = 1.1.3 Chọn tỉ số truyền sơ usb = ud.utv Theo bảng B ta chọn sơ : + Tỉ số truyền dai : ud = + Tỉ số truyền truyền trục vít : utv = 30 usb = 4.30 = 120 1.1.4 Số vòng quay sơ động nsb = nlv.usb => nsb = nlv.usb = 23.120= 2760 ( v/ph) Số vòng quay đồng động cơ: Chọn ndb = 2760 ( v/ph) 1.1.5 Chọn động cơ: Tra bảng phụ lục tài liệu P1.1 [1], chọn động thỏa mãn + ndb ~ nsb = 2760 ( v/ph) + Pdc Pct = 7,76 ( kW) Ta động với thông số sau : Kiểu động Công suất Pct (kw) Vận tốc quay (vg/ph) Cos η % 4AA63B2Y 0,25 2670 0,77 68 Bảng 1.1 Thông số động 2,2 1.1.6 Phân phối tỉ số truyền Xác định tỉ số truyền ut hệ thống Phân phối tỉ số truyền cho truyền : - Tỉ số truyền truyền ngoài : uh = Vậy ta có : + ut = 120 + uh = 30 + ud = 1.2 Tính thơng số trục 1.1.1 Tính cơng suất trục Công suất trục II : PII = Công suất trục I : PI= Công suất trục động cơ: Pdc= 1.1.7 Tính số vịng quay trục Số vòng quay động cơ: ndc = 2760 ( v/ph) Số vòng quay trục I : nI == = 690 ( v/ph) Số vòng quay trục II : nII =23 ( v/ph) 1.1.8 Tính momen xoắn trục: Momen xoắn trục động : Momen xoắn trụ I: TI = Momen xoắn trục II : Momen xoắn trục công tác : Bảng thông số trục Thông số Trục Công suất P (kW) Tỉ số truyền u Số vòng quay n (v/ph) Momen xoắn T (N.mm) Động I II Công tác 6,09 5,72 5,38 5,28 Ud = Uh = 30 2760 960 23 23 21072,3 79168 2233869,5 2528674 Bảng 1.2 Thông số kĩ thuật trục CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI – BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Chỉ tiêu tính tốn Khả kéo Tuổi thọ đai 2.1 Chọn đai Từ công suất truyền: P = 7,23 (kW) Tra bảng 4-13/59 [1], ta chọn đai thang loại A Thông số loại đai A là: Kí hiệu A Kích thước tiết diện b1 b h y0 Diện tích tiết diên A (mm2) 11 81 13 2,8 Đường kính bánh đai nhỏ d1 (mm) 100-200 Chiều dài giới hạn l (mm) 560-4000 2.2 Xác định đường kính bánh đai a) Chọn đường kính bánh đai nhỏ d1 = 130 mm Kiểm nghiệm vận tốc đai: Thoả mãn điều kiện v < vmax = (30 35) (m/s) b) Tính đường kính bánh đai lớn D2 Trong : ndc = 2760 (v/ph): số vịng quay trục dẫn n1 = 690 (v/ph): số vòng quay trục bị dẫn = 0,015: hệ số trượt đai thang Theo bảng 4.21/63 [1], ta chọn D2 = 630 (mm) + Tỉ số truyền thực tế + Sai lệch tỉ số truyền < 4% Thỏa mãn 2.3 Chọn sơ khoảng cách trục A và chiều dài đai L Có ut = 3,9 tra bảng 4.14/60 [1] ta chọn A sb = 0.9D2 = 0,9.630 = 567 (mm) Tính chiều dài L theo khoảng cách trục Asb Theo công thức (5-1) [4]: Ta chọn chuẩn chiều dài qua lớp trung hoà: L = 2500 (mm) Kiểm nghiệm số vòng chạy u giây: Thoả mãn điều kiện u < umax =10 2.4 Xác định xác khoảng cách trục A Từ chiều dài đai lấy theo tiêu chuẩn Theo công thức: Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện sau: 0,55(D1 + D2) + h A 2(D1 + D2) 0,55(160 + 630) + A 2(160 + 630) 442,5 < A = 708 < 1580 => Khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai: ... lên trục Fr 13 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG – BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT, BÁNH VÍT 15 3 .1 Chọn vật liệu làm bánh vít và trục vít 15 3.2 Xác định ứng suất cho phép bánh vít. .. (Z – 1) .t + 2S Tra bảng 4. 21/ 63 [1] ta t = 15 ; S = 10 ; ho = 3,3 ; e = 10 B = ( 2 -1 ) .15 + 2 .10 = 35 (mm) Đường kính ngồi bánh đai bánh dẫn: = d1 + 2ho = 16 0 + 2.3,3 = 16 6,6 (mm) = d2 + 2ho = 630... bảng 4 -1 3/59 [1] , ta chọn đai thang loại A Thơng số loại đai A là: Kí hiệu A Kích thước tiết diện b1 b h y0 Diện tích tiết diên A (mm2) 11 81 13 2,8 Đường kính bánh đai nhỏ d1 (mm) 10 0-2 00 Chi? ??u