đồ án Chi tiết máy SPKT

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I/ Chọn động điện: - Tính cơng suất trục cơng tác: = = 4,6 (KW) Vì sơ đồ tải trọng tĩnh nên ta khơng tính cơng suất tương đương - Tính hiệu suất chung: η = ηnt ηbr ηx ηổ3 = 0,98 0,97 0,993 = 0,92 Với (Tra bảng 2.1) : ηnt = : hiệu suất khớp nối trục ηbr =0,98 : hiệu suất truyền bánh ηx = 0,97 : hiệu suất truyền xích ηổ = 0,99 : hiệu suất cặp ổ lăn - Công suất cần thiết trục động cơ: - Pct = = = (KW) Tốc độ quay trục công tác: n = = = 62,73 (v/ph) - Tốc độ quay sơ động cơ: nsb = usb n = 10 62,73 = 627.3 (v/ph) Với: usb = uhgt ux = 2= 10 Trong đó: uhgt = : tỉ số truyền hộp giảm tốc ux = : tỉ số truyền truyền động xích ∗ Theo điều kiện: Pdc ≥ Pct ndc ≈ nsb  Tra bảng ( P1.3) ta chọn động có ký hiệu 3K180M8 với cơng suất động Pdc = 5,5 KW, số vòng quay động 730 ( vòng /phút) hiệu suất 83% II/ Phân phối tỉ số truyền: Ta có tỉ số truyền toàn hệ thống: - u = = =11,64 Ta phân phối tỉ số truyền truyền: - Tra bảng 2.2/32 ta có : ux = ÷ Chọn ux = ( để truyền xích có kích thước nhỏ gọn)  Kiểm tra sai số cho phép tỉ số truyền: ut = ubr.ux = 5,82=11,64 u = 100% = 0% < (2 ÷ 3)% -  Thỏa điều kiện sai số cho phép III/ Xác định thông số trục - - - Tốc độ quay trục truyền động: nI = ndc = 730 (v/ph) nII = = = 125,43 (v/ph) nIII = = = 62,72 (v/ph) Công suất trục: PIII = P = 4,6 (KW) PII = = = 4,79(KW)PI = = = 4,94 (KW) Pdc = = = 4,99 (KW) Momen xoắn trục: Tđc = TI = TII = TIII = Trục Động I II III Thông số U unt = ubr = 5,82 ux = n ( v/ph ) 730 730 125,43 62,72 P ( Kw ) 4,99 4,94 4,79 4,6 T ( N mm ) PHẦN II TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH I/ Chọn loại xích Vì tải trọng xích va đập nhẹ, vận tốc thấp nên chọn xích lăn II/ Xác định thơng số xích truyền xích - Chọn số đĩa xích - Theo bảng 4.4 với ux = 2, chọn số đĩa xích dẫn z1 = 25 Số đĩa xích bị dẫn z2 = ux.z1 = 2.25 = 50 < zmax = 120 Xác định bước xích P - Ta có cơng suất tính tốn: Pt =P.k.kz.kn ≤ [P] • Với:  Pt : cơng suất tính tốn (KW)  P : cơng suất truyền trục ba (KW): P = PI = 4.79(KW)  [P] : cơng suất cho phép (KW) • Trong đó: • Tra bảng 4.5 ta chọn n01 = 200 (v/ph) kn= • Theo cơng thức 4.8 bảng 4.6 ta có: K= Ko Ka Kdc Kbt Kđ Kc  Trong đó:  Ko = : đường nối tâm đĩa xích so với phương ngang < 600  Ka = : trục a nằm khoảng 30p< a< 50p ( chọn a =40p)  Kdc = : vị trí trục điều chỉnh đĩa xích  Kbt =1,3 : mơi trường làm việc có bụi, chất lượng bôi trơn tốt  K đ= 1,35 : tải trọng va đập nhẹ  Kc = 1,25 : truyền làm việc ca  K = 1 1,3 1,35 1.25 = 2,19  Ta suy ra: Pt = 4,79 2,19 1,59 = 16,68 (KW) - Theo bảng 4.5 với n 01 =200 (vòng/phút) , chọn truyền xích dãy , có bước xích p= 31,75 (mm) thỏa điều kiện bền mòn: P < [P] =19,3 (KW) Khoảng cách trục số mắt xích - - Khoảng cách trục: a = 40p = 40 31,75 = 1270 (mm) Số mắt xích theo cơng thức (4.13) : • •  Lấy số mắt xích chẳn x = 118 (mắt xích) Ta tính lại khoảng cách trục a theo công thức (4.14): a = 0,25 P {xc - 0,5(z1 + z2) + a = 0,25 31,75 {118 – 0,5(25 + 50) + [118 − 0,5(25 + 50)]2 − 2[ 50 − 25 ] } π a = 1271,66 (mm) - Để xích khơng chịu lực căng lớn, giảm a lượng Δa = 0,004×1271,66 ≅ 5,09 Do a = 1271,66 – 5,09 = 1266,57 (mm) Kiểm nghiệm số lần va đập i lề xích giây - Theo bảng 4.15 ta có: i= z1 × n1 25 × 125, 43 = = 1, 77 [S] = 8,5: truyền xích đảm bảo độ bền IV/ Đường kính đĩa xích - Đường kính vịng chia đĩa xích tính theo công thức (4.20): d1 = p 31, 75 = = 253,32(mm) π π sin( ) sin( ) z1 25 d2 = - p 31, 75 = = 505, 65(mm) π π sin( ) sin( ) z2 50 Đường kính vòng đỉnh răng:  π π  d a1 = p  0,5 + cot g ÷ = 31,75  0,5 + cot g ÷ = 267, 2(mm) z1  25     π π  d a = p  0,5 + cot g ÷ = 31,75  0,5 + cot g ÷ = 520,53(mm) z2  50    - Với r = 0,5025d1+0,05 = 0,5025.19,05+0,05= 9,62 (mm) (Tra bảng 5.2 với p=31,75 ta chọn d1= 19,05): df1 = d1 – 2r = 253,32 – 2.9,62 = 234,08 (mm) df2 = d2 – 2r = 505,65 – 2.9,62 = 486,41 (mm) V/ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích theo cơng thức 5.21 ta có: σ H1 = 0, 47 k r (Ft k đ + Fvd )E A.k d Trong đó: Kr1 = 0,42 : Hệ số xét đến ảnh hưởng số đĩa xích Kd = truyền xích dãy Kđ = 1,2 hệ số tải động Fvd : lực va đập dãy xích Fvd = 13.10-7 n1.p3.m = 13.10-7.125,43.31,753.1 = 5,22 (N) Ft = 2885,54 (N) : lực vòng E = 2,1.105 (Mpa) : Mođun đàn hồi A = 262 (mm2) Diện tích chiếu mặt tựa lề A 0, 42(2885,54.1, + 5, 22)2.1.105 σ H = 0.47 262.1 -  = 507,8 (Mpa) Theo bảng 4.13 ta chọn thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB210 đạt ứng suất tiếp xúc cho phép ] = 600 MPa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa  Thấy: - σ H1 ≤ σ H Tương tự [ ] nên đảm bảo độ bền tiếp xúc σH2 ≤ σ H [ ] với với vật liệu nhiệt luyện XI/ Xác định lực tác dụng lên trục: - Theo công thức 4.22: Pr = Kx Ft Với: Kx : hệ số bể đến trọng lượng tính xích Kx = 1,15(do truyền nằm ngang) Ft =2885,54 (N) : lực vòng  Pr = 1,15 2885,54 = 3318,37 (N) Các thơng số xích răng: PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I/ Chọn vật liệu - Chọn vật liệu bánh theo bảng 5.1: o Bánh nhỏ : chọn thép 45 tơi cải thiện đạt độ cứng HB241 285 có: σ b1 = 850MPa σ ch1 = 580MPa o Bánh lớn : chọn thép 45 cải thiện đạt độ cứng HB192 240 có: σ b = 750MPa σ ch = 450MPa II/ Xác định ứng suất cho phép - Theo bảng 5.2 với thép 45 cải thiện đạt độ cứng HB180 350 + σ H lim1 = HB1 + 70 + SH = 1,1: hệ số an tồn tính tiếp xúc + σ F lim = 1,8 HB + SF = 1,75: hệ số an tồn tính uốn - Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245, độ rắn bánh lớn HB2 = 230 σ H lim1 = 2.HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560( MPa ) o o o σ F lim1 = 1,8.245 = 441( MPa) σ H lim = 2.HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530( MPa) σ F lim = 1,8.230 = 414( MPa ) o - Theo công thức 5.7 : 2,4 N HO = 30.H HB N HO1 = 30.2452,4 = 1, 62.107  N OH = 30.2302,4 = 1,39.107  - Do truyền chịu tải trọng tĩnh nên theo công thức 5.8 ta có: N HE = N FE = N = 60cnt ∑ ⇒ N HE = N FE = 60.1.730.24000 = 1, 05.109 Trong đó: c =1 : số lần ăn khớp vòng quay n = 730(vòng/phút): số vòng quay phút t=5.300.2.8=24000(giờ): tổng số làm việc bánh Vì NHE2 = 1,05.109 > NHO2 KHL2 = Tương tự KHL1 = Vì N FE = 1,05.109 > N FO = 4.106 ⇒ K FL2 = Tương tự KFL1 = Với: NFO: số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử uốn NFO = 4.106 NHE, NFE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương NFL: hệ số tuổi thọ - Như theo công thức (5.3) ta sơ xác định được: K HL σ [σ H ] Hlim S H = 560.1 K HL1 [σ H ] σ Hlim1 S H 1,1 = = = 509 (Mpa) [σ H ] - = = 530.1 1,1 = 481,8 (Mpa) [ σH1 ] + [ σH ] = 509 + 481,8 = 495, 4(MPa) Theo công thức (5.4) với truyền quay chiều ta có KFO=1, ta được: [ σF ] = [ σF1 ] σoF lim k FC k FL SF σoFlim1.k FC k FL1 441.1.1 = = = 252(MPa) SF 1,75 [ σF2 ] = - K HL SH Theo sơ đồ hệ thống tải trọng ta có hệ thống bánh sử dụng chữ V (áp dụng tính chất bánh nghiêng) nên ứng suất tiếp cho phép: [ σH ] = - σ Hlim σoF lim k FC k FL2 414.1.1 = = 236,5(MPa) δF 1,75 Ứng suất tải cho phép theo công thức (5.12) (5.14): [σ H ]max = 2,8σ ch = 2,8.450 = 1260 MPa [σ F ]max = 0,8σ ch1 = 0,8.580 = 464 MPa [σ F ]max = 0,8σ ch = 0,8.450 = 360 MPa III/ Xác định sơ khoảng cách trục - Theo cơng thức (5.15) ta có: aaw1 = K a (u1 + 1) T1.K H β [σ H ]2 U1.ψ ba Trong : • ψ ba : tỷ số chiều rộng vành khoảng cách trục Chọn 0,4 ( bánh V đối xứng 0,39 0,65) theo bảng (5.5) ψ ba = 10 • Ka =43 : Hệ số phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính tiếp xúc T = 9,55.106 • • • ψ bd = 0,53 Ta có: K Hβ P1 4,94 = 9, 55.106 = 64626, 03( N / mm) n1 730 ψ ba (u1+1) = 0,53.0,4.(5,82+1) = 1,44 = 1,24 (theo bảng 5.6) aaw1 = 43.(5,82 + 1) 64626, 03.1, 24 = 152,3( mm) 495, 2.5,82.0, Lấy aaw1 = 152 (mm) IV/ Xác định thông số ăn khớp - Theo công thức 6.17 M = (0,01 ÷ 0,02)  - (0,01 aw1 ÷ 0,02).152 = (1,52 ÷ 3,04) (mm) Theo bảng (5.7) chọn môđun pháp m = Chọn sơ β = 300 cosβ = 0.866 Theo (5.23) số bánh nhỏ: z1 = 2aw cos β 0,866 = 2.152 = 19,3 m(u + 1) 2(5,82 + 1) o o - z2 = 5,82.19 = 110,59 Lấy z2 = 111 Tỉ số truyền thực tế: u= o 111 = 5,84 19 Vu =  - Lấy z1=19 Cos β = Sai số tỉ số truyền kiện 5,84 − 5,82 100% = 0,52% < 2% 5,82 m( Z1 + Z ) 2(19 + 111) = = 0,855 aw 2.152 thỏa điều  β = 31,24º 11 V/ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc - Theo công thức (5.25) ứng suất tiếp xúc xuất mặt truyền: σ H = Z M Z H Zε 2T1.K H ( um + 1) bw um d w21 Trong đó: o o Zm: Hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp, theo bảng (5.4) Zm = 274 (Mpa1/3) ZH: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, theo cơng thức 5.26 ta có: ZH = 2.cos βb 2.cos(29,16°) = = 1,556 sin 2α tw sin(2.23, 06°) Với : • Theo công thức (5.28):  tgα α t = arctg   cos β •  tg 200   = arctag  ÷ = 23, 06 = α tw ÷   0,855  Góc nghiêng hình trụ sở : = tg βb = cos αt tg β cos ( 23,06º ) tg ( 31, 24º ) = 0,558  o βb = 29,16º Với hệ số trùng khớp dọc : b sin β aaw1.ψ ba sin β 0, 4.152.sin ( 31, 24 εβ = w = = π m π m π • • Theo công thức (6.38):khi Mà εβ ≥1 ) = 5, 02 Zε = ta có εα   1  εα = 1,88 − 3,  + ÷ cosβ  Z1 Z    12   1 = 1,88 − 3,  + ÷ 0,855  19 111    =1,44 Zε =  = 0,833 1, 44 d w1 = o Đường kính vịng lăn bánh nhỏ: v= o 2aaw1 2.152 = = 44, 44 ( mm ) um + 5,84 + π d w1.n1 π 44, 44.730 = = 1, ( m / s ) 60000 60000 Theo CT (5.35) : • Với v=1,7 (m/s) tra bảng (5.9) ta cấp xác • Theo bảng (5.10) với cấp xác v = 1,7 (m/s)  KHα=1,13 ; KFα=1,37 a 152 z H = δ H g v w = 0, 002.73.1, = 1, 27 um 5,84 o Trong theo bảng (5.12) :  δH = 0,002 : hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp  g0 = 73 : hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch các bước bánh Hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp theo (5.36): • o K Hv = + o vH bw d w1 1, 7.0, 4.152.44, 44 = 1+ = 1, 03 2T1.K H β K H α 2.64626, 03.1, 24.1,13 Hệ số tải trọng tính tiếp xúc theo công thức (5.34): K H = K H β K Hα K Hv = 1, 24.1,13.1, 03 = 1, 44  Thay giá trị vừa tìm vào công thức (5.25), ta : σ H = 274 ×1,556 × 0,833 - 2.64626, 03.1, 44 ( 5,84 + 1) = 478,52 ( MPa ) 0, 4.152.5,84.44, 44 Xác định xác ứng suất tiếp xúc cho phép : 13 o Theo (5.1) với v = 1,7 (m/s) < (m/s)  Zv = 1,với cấp xác động học 9, chọn cấp xác mức tiếp xúc 8, cần gia cơng µm độ nhám Ra= 2,5 1,25 , ZR= 0,95, với da