Tính toán hệ thống Truyền động - Thái Trường Bảo Gia - 1811993

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY BK TP.HCM Bài tập lớn CHI TIẾT MÁY GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LỘC SVTH : THÁI TRƯỜNG BẢO GIA MSSV: 1811993 Lớp: A01 Đề: Phương án: TP HỒ CHÍ MINH – 2020 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH TẢI Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh nghiêng cấp; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Đĩa xích tải; 6- Xích tải BẢNG SỐ LIỆU Phương án Lực vịng xích tải F, N Vận tốc vịng v, m/s Bước xích p, mm Số đĩa xích z Thời gian phục vu L, năm 7800 0,40 100 Quay chiều, làm việc hai ca (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Công suất công tác động cơ: Hiệu suất chung hệ thống truyền động: Theo bảng 3.3 thuộc tài liệu [I]: ; ; ; Công suất cần thiết cho động truyền động: Số vịng quay trục xích tải: Tỷ số truyền chung Ta chọn động có cơng suất với số vòng quay phân bố tỷ số truyền hệ thống truyền động chọn bảng 1.1: Bảng 1.1 Bảng động phân phối tỷ số truyền Động Số vòng quay Tỷ số truyền Bộ truyền động cơ(vg/ph) chung , uch đai,uđ Bộ truyền bánh răng,ubr 2880 108 8,64 12,5 1420 53,25 6,65 950 35,63 5,65 6,3 720 27 4,286 6,3 Từ tỉ số truyền bảng, ta chọn động số với số vòng quay n = 720 vg/ph; ubr = 6,3 ; uđ = 4,29 tỉ số truyền uch = 27 Công suất trục: Số vòng quay: Moment xoắn: 10 Bảng đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động (bảng 1.2) Bảng 1.2 Bảng đặc tính kỹ thuật động Trục Thông số Công suất, kW Động I II 3,56 3,35 3,12 Tỷ số truyền 4,29 6,3 Momen xoắn, Nm 47,22 172 1117,35 Số vòng quay, vg/ph 720 186 26,67 CHƯƠNG II THIẾT KẾ CÁC BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC (Tính tốn thiết kế theo ứng suất tiếp xúc cho bánh trụ nghiêng) I Thông số ban đầu: - Công suất truyền PI = 3,35 kW - Moment xoắn trục bánh dẫn T1 = 172 Nm - Tỷ số truyền uđ = 6,3 - Số vòng quay trục dẫn n1 = 186 vg/ph - Số vòng quay trục bị dẫn n2 = 26,67 vg/ph - Thời gian làm việc - Quay chiều, tải va đập nhẹ II Tính tốn thiết kế: Chọn vật liệu: Dựa vào bảng 6.13 tài liệu [I]: - Bánh nhỏ (bánh dẫn): chọn thép C45 cải thiện, độ rắn trung bình H1 = 250; giới hạn bền σb = 850 MPa, giới hạn chảy σch = 580 MPa - Bánh lớn (bánh bị dẫn): chọn thép C45 cải thiện, độ rắn trung bình H2 theo quan hệ nên độ rắn trung bình bánh lớn H2 = 235; giới hạn bền σb = 750 MPa, giới hạn chảy σch = 450 MPa Ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép: - Giới hạn mỏi tương ứng vs số chu kỳ sở: - Số chu kỳ làm việc sở: NHO = 30HB2,4 ; NFO=5.106 - Số chu kỳ làm việc tương đương với chế độ tải trọng số vịng quay n khơng đổi: NHE1 = 60c.n1Lh = 60.1.186.28800 = 32,14.107 chu kỳ NHE2 = 60c.n2Lh = 60.1.26,67.28800 =4,6.107 chu kỳ NFE1 = 60c.n1Lh = 60.1.186.28800 = 32,14.107 chu kỳ NFE2 = 60c.n2Lh = 60.1.26,67.28800 =4,6.107 chu kỳ (c = 1: số lần ăn khớp bánh vòng quay bánh răng) Vì NHE > NHO nên Vì NFE > NFO nên - Khi tính tốn theo kiểm nghiệm: + Tiếp xúc: [H] =0Hlim.ZR.ZV.KL.KxH.KHL/sH =0Hlim.0,9.KHL/sH sH =1,1: Hệ số an toàn có giá trị tra theo bảng 6.13 tài liệu [I] đó: [H1] =0Hlim1.0,9 KHL1/sH=570.0,9.1/1,1=466,4MPa [H2] =0Hlim2.0,9 KHL2/sH=540.0,9.1/1,1=441,8MPa Ứng suất tiếp xúc cho phép theo công thức: Thỏa điều kiện: (với + Uốn: [F] =0Flim.KFL/SF Chọn SF =1.75: hệ số an tồn trung bình tra theo bảng 6.13 tài liệu [I] ta có : [F1]=0Flim1.KFL1/SF=450.1/1,75=257,1MPa [F2]=0Flim2.KFL2/SF=423.1/1,75=241,7MPa Chọn hệ số chiều rộng vành theo tiêu chuẩn Theo bảng 6.15 tài liệu [I] ta ψba = 0,4 Khi Tra bảng 6.4 tài liệu [I] ta được: ; Xác định thông số bánh - Khoảng cách trục truyền bánh xác định theo công thức : Theo tiêu chuẩn ta chọn aw = 225 mm - Mô đun m = (0,010,02) aw = 2,254,5 mm Theo tiêu chuẩn ta chọn m = 3,5 mm - Từ điều kiện 20080 Suy :  17,44 Ta chọn z1 = 17 suy số bánh bị dẫn: z2 = z1uh = 6,3.17 = 107 - Góc nghiêng răng: =arcos=15,32o - Bề rộng răng: bw= ψba.aw = 0,4.225 = 90 mm Bánh bị dẫn: Bánh dẫn: - Tỉ số truyền xác: - Đường kính vịng chia: d1 = z1m/cos = 17.3,5/cos15,32o = 61,69 mm d2 = z2m/cos= 107.3,5/cos15,32o = 388,30 mm - Đường kính vịng đỉnh: da1 = d1+2m = 61,69+2.3,5 = 68,69 mm da2 = d2+2m = 388,3+2.3,5 = 395,3 mm Vận tốc vòng bánh răng: Theo bảng 6.3 tài liệu [I] ta chọn cấp xác với vận tốc vòng giới hạn vgh=0,6m/s Hệ số tải trọng động hệ số phân bố tải trọng không răng: - Hệ số tải trọng động: Tra theo bảng 6.6 tài liệu [I] ta có: KHv=1,02 KFv=1,04 - Hệ số xét đến phân bố tải trọng không răng: + Tra bảng 6.11 tài liệu [3] ta =1,13 + Hệ số =1 cấp xác Kiểm nghiệm ứng suất: a Ứng suất tiếp xúc - Xác định xác ứng suất tiếp xúc cho phép: Trong đó: HB ≤ 350 Ta được: []Hmin]=441,8 MPa Nên ta chọn []= 441,8 MPa - Ứng suất tiếp xúc mặt răng: =.=442,56 MPa >[]= 441,8MPa ko 5% nên bánh đủ độ bền tiếp xúc Trong : với =0,789 : hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc với =1,603 ZM =275MPa1/2 :hệ số xét đến tính vật liệu : cặp vật liệu thép Ứng suất uốn: - Xác định xác ứng suất uốn cho phép: Trong đó: phay mài bề mặt =1,0036 hệ số độ nhạy vật liệu bánh đến tập trung tải trọng suy ra: - Số tương đương : - Hệ số dạng YF: + Đối với bánh dẫn YF1=3,47+13,2/zv1=4,16 + Đối với bánh bị dẫn YF2=3,47+13,2/zv2=3,58 - Đặc tính so sánh độ bền bánh (độ bền uốn ): + Bánh dẫn: []/ YF1 = 62,04 + Bánh bị dẫn: []/ YF2 = 67,74  Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp - Ứng suất uốn tiết diện nguy hiểm cho bánh dẫn : nên bánh đủ độ bền uốn đó: Bảng 2.1 Bảng thơng số kết tính tốn trụ nghiêng cấp Tính tốn thiết kế Thông số Giá trị Khoảng cách trục , mm 225 Modul m, mm 3,5 Dạng Răng nghiêng Chiều rộng vành răng: Bánh dẫn b1, mm Bánh bị dẫn b2, mm 95 90 Số răng: Bánh dẫn Bánh bị dẫn 17 107 Góc nghiêng β, độ 15,32 Đường kính vịng chia: Bánh dẫn d1, mm Bánh bị dẫn d2, mm 61,69 388,3 Đường kính vịng đỉnh: Bánh dẫn , mm Bánh bị dẫn , mm 68,69 395,3 Đường kính vịng đáy: Bánh dẫn , mm Bánh bị dẫn , mm 52,94 379,55 Tính tốn kiểm nghiệm Thơng số Ứng suất tiếp xúc Cho phép Tính tốn 441,8 442,56 Nhận xét Thỏa mãn thiết kế Ứngs suất uốn 258,069 39,43 CHƯƠNG III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG - Thông số ban đầu P1 = 3,56 kW Tỷ số truyền u = 4,29 Số vòng quay n1 = 720 vịng/phút Moment xoắn TĐC = 47,22 Nm Tính tốn lựa chọn đai Chọn loại đai Từ thơng số đầu vào kết hợp với đồ hình 4.22 tài liệu [I], ta chọn đai B với thông số tra từ bảng 4.3 tài liệu [I]: Đường kính bánh dẫn d1 chọn theo tiêu chuẩn - Vận tốc vịng bánh dẫn chấp nhận - Đường kính bánh bị dẫn d2 + Tải va đập nhẹ nên ta chọn hệ số trượt tương đối theo tiêu chuẩn ta chọn + Tính xác lại u: Sai lệch so với giá trị chọn trước 3,4% nên chấp nhận - Chọn khoảng cách trục a sợ theo điều kiện Ta chọn sơ > u > - Chiều dài tính tốn đai theo tiêu chuẩn ta chọn Tính tốn kiểm nghiệm - Tính xác lại khoảng cách trục giá trị a thỏa mãn khoảng cho phép đó: - - Góc ôm đai - Số vòng chạy đai giây thỏa điều kiện Số dây đai: ta chọn z = đó: theo bảng 4.8 tài liệu [I], ta chọn theo bảng 4.9 tài liệu [I]: chọn sơ tải va đập nhẹ chọn - - Chiều rộng bánh đai đường kính ngồi bánh đai + Chiều rộng bánh đai tra e f theo bảng 4.4 tài liệu [I] + Đường kính ngồi bánh đai (h0 = 4,2mm) - Lực tác dụng lên trục + Lực căng đai ban đầu: + Lực căng dây đai: + Lực vịng có ích: + Lực tác dụng lên trục - Ứng suất lớn đai - Tuổi thọ đai Các thông số truyền đai: Thông số Giá trị Dạng đai Đai thang thường Tiết diện đai A, mm2 138 Số dây đai z Khoảng cách trục a, mm 660 Chiều dài đai L, mm 2800 Góc ơm đai α1, độ 132,5 Số vịng chạy đai 1s 2,154 Đường kính bánh dẫn d1, mm 160 Đường kính bánh bị dẫn d2, mm 710 Ứng suất lớn , MPa 7,2566 Lực đai ban đầu F0, N 621 Lực tác dụng lên trục Fr, N 1136,82 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [I] Cơ sở thiết kế máy, Nguyễn Hữu Lộc, NXB DHQG TPHCM ...THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH TẢI Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh nghiêng cấp; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Đĩa xích tải; 6- Xích tải... phân bố tỷ số truyền hệ thống truyền động chọn bảng 1.1: Bảng 1.1 Bảng động phân phối tỷ số truyền Động Số vòng quay Tỷ số truyền Bộ truyền động cơ(vg/ph) chung , uch đai,uđ Bộ truyền bánh răng,ubr... Hiệu suất chung hệ thống truyền động: Theo bảng 3.3 thuộc tài liệu [I]: ; ; ; Công suất cần thiết cho động truyền động: Số vịng quay trục xích tải: Tỷ số truyền chung Ta chọn động có cơng suất