BTL CHI TIẾT MÁY
BTL Chi Tiết Máy Trang: 1 Phần I -Tính toán hệ dẫn động Chọn động cơ dẫn động hệ thống . Tính toán động học. Thiết kế truyền động đai thang I, Cơ sở tính toán chọn động cơ điện 1.Chọn động cơ điện: Động cơ điện không đồng bộ 3 pha rô to ngắn mạch có u điểm kết cấu đơn giản dễ bảo quản , giá thành thấp làm việc tin cậy có thể mắc trực tiếp vào dòng 3 pha không cần biến đổi dòng điện Ta chọn động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha rô to ngắn mạch 2.Xác định công suất cần thiết trên trục động cơ P ct = t td P Trong đó: P tđ : Công suất tơng đơng P ct : công suất cần thiết t : Hiệu suất tổng của hệ dẫn Với T mm =1.8T T 1 = T t 1 = 0.4t T 2 = 0.8T t 2 = 0.3t T 3 = 0.5T t 3 = 0.3t Ta có = 3 1 2 3 1 i ii rt t t T T PP = 5.2 tttt /).3,0.5,0.5,0.3,0.8,0.8,04,0.1( ++ = 4.247 KW P td = 4.247 KW 3.Xác định hiệu suất hệ thống t = đ . h Trong đó: đ : Hiệu suất đai h : Hiệu suất của hộp Ta chọn : đ = 0.95 Từ công thức : t = 2 o l . brt . đ Trong đó : o l : Hiệu suất của ổ lăn brt : Hiệu suất của bánh răng Chọn : ol = 0,99 brt = 0,97 t = 0,99 2 . 0,97 . 0,95 =0,903 P ct =P td / t =4.247/0.903=4.702 (KW) 4. Xác định sơ bộ số vòng quay trên trục động cơ Theo CT 2.18 : n sb = n lv . u t Trong đó : n sb : Số vòng quay sơ bộ n lv : Số vòng quay trục ra BTL Chi Tiết Máy Trang: 2 u t : Tỉ số truyền toàn bộ hệ thống mà u t = u đ . u h (u đ : Tỉ số truyền của đai ) (u h : Tỉ số truyền của hộp) Tra bảng 2-4 trang 21 ta chọn : U đ = 1.564 U h = U brt = 3 U t = 1.564 . 3 =4.692 n sb = n lv . u t = 330 . 4.95 = 1548.36(v/p) Ta có : P ct = 4.702 (kw) n sb = 1633.5 (v/p) - Khi chọn động cơ phải thoả mãn các điều kiện sau: p đc p ct n đc n sb dn kmm T T T T Trong đó : P đc : công suất động cơ P ct : công suất cần thiết N đc : Số vòng quay động cơ N sb : Số vòng quay sơ bộ T mm : Mômen mở máy T: Mômen định mức T k : Mômen khởi động T dn : Mômen danh nghĩa Tra bảng P 1-1 ta chọn loại động cơ Kiểu động cơ Công suất (KW) Vòng quay (v/p) 0 0 cos dn k T T Khối lợng K132M4 5.5 1445 86 0,86 2 72 II ,Tính toán động học : 1/ Xác định tỉ số truyền tổng u t của toàn hệ thống u t = n đc /n r = 1445/330 = 4.379 2/ Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền Từ CT: u t = u h ì u đ u h = u t /u đ = 4.379/1.564 = 2.8 Chọn u h = 2.8 Tính chính xác lại u đ U đ =u t /u sb = 4.379/2.8 = 1.564 3/ Tính công suất vòng quay mômen trên các trục a./Công suất trục I *P I = P . đ . ôl = 4.702 . 0,95 . 0,99 = 4.422 (kw) *n I = n đc / u đ =1445/1.564 =923.913 (v/p) *T I = 9,55 .10 6 . P I /n I = 9,55 . 10 6 .4.422/923.913 = 0.046.10 6 (Nmm) b./ Công suất trục II BTL Chi Tiết Máy Trang: 3 *P II = P I . brt = 4.422 . 0,97 = 4.290 (kw) *n II = n I /u h = 923.913 /2.8 = 330(v/p) *T II = 9,55 . 10 6 . P II /n II = 9.55 . 10 6 . 4.290/330 = 0.124.10 6 (Nmm) Lập bảng thông số Thông số Trục I Trục II Công suất (P) 4.422(kw) 4.290(kw) Vòng quay (n) 923.913 (v/p) 330 (v/p) Mômen (T) 0.046.10 6 (Nmm) 0.124.10 6 (Nmm) Tỷ số truyền (u) U đ = 1.564 U h = 3 iii - Thiết kế bộ truyền động đai hình thang 1/ Chon đai : Có Pct = 5.5 kw , n I = 923.913 v/f Theo bảng 4.1 trang 59 xét giả thiết vận tốc <25 m/s chọn loại đai loại b , đai thang thờng 2/Xác định thông số bộ truyền *Tra bảng 4 -19 ta chon đờng kính bánh đai nhỏ d 1 = 180 (mm) : v= 3.14.d 1 .n đc /(60.10 3 )=13.589 (m/s)<25m/s Vậy loại tiết diện đai ta chọn thoả mãn * Đờng kính bánh đai lớn d 2 = u đ (1- )d 1 =180.(1-0.01).1.564 = 278.7(mm) Chọn tiêu chuẩn theo bảng 4.21 d 2 = 280 mm *Tính lại tỉ số truyền thực tế u đm =d 2 /(1-).d 1 = 280/(1-0.01).180 = 1.571 *Sai lệch tỉ số truyền u= (1.571-1.564)/1.564=0.47%<4% Thoả mãn *Xác định khoảng cách 2 trục Tra bảng 4 -14 chọn a/d 2 = 1.2 a = 1,2d 2 = 1,2 . 280= 336 (mm) Phải thoả mãn điều kiện: 0,55(d 1 + d 2 )+ h a 2(d 1 + d 2 ) 0,55(180+280)+10.5 336 2(180+280) 263.5 < 336 < 920 thoả mãn Từ khoảng cách trục ta tính đợc chiều dài đai L L = 2a +(d 1 + d 2 / 2)+(d 2 -d 1 ) 2 /4a = 2 . 336+3,14 . (180+280)/2+(280-180) 2 /4.336 = 1401 (mm) BTL Chi Tiết Máy Trang: 4 Chọn L = 1400 (mm) * Kiểm tra tuổi thọ đai i = v/L10 -3 = 13.589/1,4 = 9.7 < 10 thoả mãn Tính khoảng cách trục a theo L = 1400(mm) 4 8 22 + = a Với = L - ( ) 2 21 dd + = 1400 - 3,14 . (180+280)/2 = 677.8 = (d 2 - d 1 )/2 = 280-180/2 = 190 a = 338.619 * Xác định góc ôm 1 Theo CT 4.7: ( ) a dd 0 12 0 1 57 180 = phải thoả mãn đk 0 1 120 17.163619.338/)180280.(571801 == thoả mãn đk 2.3/ Xác định số đai Theo công thức 4.16: [ ] ( ) zul d ccccp kp 0 1 = Trong đó : P 1 = 4.422 (kw) ; K đ = 1,25 ; [P 0 ] = 4.61 C = 0,95 ; C l = 0.89 ; C u = 1,11 C Z = P ct /[P 0 ] = 4.422/4.61 = 1.2 C Z = 1 ở đây : Kđ : hệ số tảI trọng theo bảng 4-7 với động cơ nhóm 2 , tảI trọng có dao động nhẹ [P o ] công suất cho phép tra bảng 4-19 C hệ số ảnh hởng góc ôm tra bảng 4-15 với góc ôm = 163,17 0 C l hệ số ảnh hởng chiều dàI đai tra bảng 4-16 C u hệ số ảnh hởng tỉ số truyền tra bảng 4-17 C z hệ số ảnh hởng số đai tra bảng 4-18 Z = 4.422.1,25/4.61 . 0,95 . 0.89 . 1,11 . 1 =1.28 Z = 1 <6 *Xác định kích thớc bánh đai Chiều rộng bánh đai Theo CT 4.17 : B = (Z-1)t+2e Tra bảng 4 -21 chọn : e = 12.5 B = 2 .12.5 = 25(mm) Đờng kính ngoài bánh đai, theo bảng 4 -21 có : h 0 = 4.2 da 1 = d 1 +2h 0 = 180+2 . 4.2 = 188.4 (mm) da 2 = d 2 +2h 0 = 280+2 . 4.2 = 288.4 (mm) BTL Chi Tiết Máy Trang: 5 Kí hiệu tiết diện đai H h 0 t e 16 4,2 19 12,5 2.4/Xác định lực tác dụng Lực căng ban đầu trên 1 đai Từ CT 4.19 : v dct F zvc KP F += 780 0 Mà : F v = q m v 2 Tra bảng 4 -22 có: q m -khối lợng 1 m chiều dàI đai là 0,178 F v = 0,178 . (13,589) 2 = 32.87 (N) F o =383.681N Lực tác dụng lên trục Theo CT 4.21 : Lực tác dụng lên trục bánh đai là F r = 2F 0 zsin( 1 /2) = 2 . 383.681 . 1sin(163.17/2) = 758.918 (N) Lập bảng thông số STT Thông số Kí hiệu Trị số Đơn vị 1 Đờng kính bánh đai nhỏ d 1 180 mm 2 Đờng kính bánh đai lớn d 2 280 mm 3 Khoảng cách trục a 334.985 mm 4 Góc ôm trên bánh dẫn 1 163.17 0 0 5 Chiều dài đai L 1400 mm 6 Số đai Z 1 Cái 7 Chiều rộng bánh đai B 25 mm 8 Đờng kính ngoài bánh đai nhỏ da 1 188,4 mm 9 Đờng kính ngoài bánh đai lớn da 2 288.4 mm 10 Lực hớng tâm tác dụng lên trục F r 758.918 N BTL Chi Tiết Máy Trang: 6 Phần II:Tính toán thiết kế hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ I ,Các bớc thiết kế: 1./Chon vật liệu Vật liệu chế tạo bánh răng có 2 nhóm Nhóm 1có HB 350 Nhóm 2 có HB > 350 Vì hộp giảm tốc cần thiết kế có công suất nhỏ nên ta chon vật liệu thép nhóm 1 và độ rắn của bánh đai lớn cao hơn độ rắn của bánh đai nhỏ 10ữ15 đơn vị H 1 =H 2 +(10ữ15)HB Vật liệu bánh răng chọn theo bảng 6 -1 Thông số Bánh nhỏ Bánh lớn Nhãn hiệu Thép 45 Thép 45 Nhiệt luyện Tôi cải thiện TôI cảI thiện Độ rắn HB 210 200 Giới hạn bền b (Mpa) 750 750 Giới hạn chảy c (Mpa) 450 450 2./Xác định ứng suất cho phép a./ ứng suất tiếp xúc cho phép xác định theo CT 6.1a [ h ]= 0 h lim K HL /SH theo bảng 6 -2 với thép tôi cải thiện H 0 lim = 2HB+70 và SH= 1.1 H 0 lim 1 =2 .210+70=490 (Mpa) H 0 lim 2 =2 . 200+70=470 (Mpa) Hệ số tuổi thọ K Hl = MH e NH NH 0 Với NH 0 = 30H HB 2.4 số chu kì ứng suất thay đổi khi thử về tiếp xúc NH 01 = 30 . 210 2,4 = 11.23 . 10 6 NH 02 = 30 . 200 2,4 = 9.99 . 10 6 Từ CT : NH E1 = 60C(T i /T nax ) 3 n i t i Trong đó: C -Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay(C=1) n i - Số vòng quay trong 1 phút của bánh răng t i - Tổng số giờ làm việc của bánh răng 15000h NH E 2 = i i i t t T t t u n 1 3 max1 1 1.60 =60.1.15000.(1 3 .0,4+0,8 3 .0,3+0.5 3 .0,3)*924/2.8=17,5.10 7 > NH 02 do đó : KH L2 =1 NH E1 >NH E2 >NH 01 do đó : KH L1 =1 Theo CT6.1a sơ bộ đợc tính nh sau [ h ]= 0 h lim . K HL /SH [ h1 ]=490.1/1,1=445,455 (Mpa) [ h2 ]=470 .1/1,1=427.273 (Mpa) Vì đây là răng nghiêng 1 cấp nên theo CT 6-12 [ h ]= ([ h1 ]+ [ h2 ])/2 BTL Chi Tiết Máy Trang: 7 =( 445,455+ 427,273)/2 = 436.364(Mpa) b./ ứng suất uốn cho phép [ F ] = [ F 0 lim/SH]Y R Y S K FC K FL K XF Chọn sơ bộ: Y R Y S K XF = 1 Y R : Hệ số xét đến độ nhám bề mặt lợn chân răng Y S : Hệ số xét đến độ nhậy của vâtl liệu đối với tập chung ứng suất K XF : Hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn S F : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc F lim: ứng suất uốn cho phép ứng với chu kì cơ sở [ R ] = F 0 limK FC K FL /SF Với bộ truyền quay 1 chiều K FC :hệ số giảm giới hạn bền mỏi uốn =1 theo bảng 6-2 thép tôi cải thiện Giới hạn bền mỏi uốn của răng ứng với số chu kì cơ sở F 0 lim = 1,8HB (Mpa) ; F 0 lim 1 = 1,8.210 = 378(Mpa) F 0 lim 2 = 1,8.200 = 360(Mpa) Hệ số tuổi thọ : K FL = èm m FE FO N N Với N FO = 4.10 6 Do vật liệu nhóm 1 nên m h = 6 Số chu kì thay đổi tơng đơng về uốn theo CT 6-7 có : N FE = 60C(T i /T xax ) 6 n i t i N FE2 = 60.1.15000. (1 6 .0,4+0,8 6 .0,3+ 0,5 6 .0,3).924 /2.8= 14,3.10 7 N FE1 >N FE2 >N F0 K EL = 1 ứng suất uốn cho phép theo CT 6-2a với bộ truyền quay 1 chiều K FC = 1 ta đợc với S F = 1,75 [ F ] = [ F 0 limK FC K FL /SF] [ F1 ] = 378.1.1/1,75 = 216(Mpa) [ F2 ] = 360.1.1/1,75 = 205.714 (Mpa) c./ ứng suất uốn cho phép khi quá tải Theo CT 6.13 và 6.14: ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải [ H ] max = 2.8 ch = 2,8.450 = 1260 (Mpa) ứng suất uốn cho phép khi quá tải [ F1 ] max = 2.8 ch = 0,8.210 = 462 (Mpa) [ F2 ] max = 2.8 ch = 0.8ì200 = 440 (Mpa) 3./Xác định sơ bộ khoảng cách trục Theo CT 6.15a có : a w = K a (u+1) [ ] baH HBi u KT 2 theo bảng 6 -6 chọn : ba = 0,3 Tra bảng 6 -5 với bánh răng nghiêng K a = 43 theo CT 6.10 : bd = 0,5 ba (u+1) = 0,5.0,3. (2.8+1) = 0,57 do đó tra bảng 6-7 k HB = 1,02 T 1 = 0.046.10 6 (Nmm) BTL Chi Tiết Máy Trang: 8 a w = 43. (2.8+1) 3,0.8,2.36.436/02.1.10.046,0 25 3 =108,571mm lấy a w = 125(mm) 4./ Xác định các thông số ăn khớp Theo CT 6.17: m(0.01ữ 0.02)a w =(1.25ữ2.5)a w m = 1.2ữ 2.4 theo bảng 6 -8 chọn mô đun pháp m =1.25 chọn sơ bộ = 10 0 do đó : cos = 0,985 theo (6-31) Số răng nhỏ Z 1 = 2a w cos/m(u+1) = 2.125.0,985/1,25(2.8+1) = 51,842 chọn : Z 1 = 51 Số răng bánh lớn Z 2 = uz 1 = 142 Tính lại góc nghiêng cos = m(z 1 +z 2 )/2a w = 1.25(51+142)/2.125 = 0,965 = arc cos0,965 = 15,2 = 15 0 2 5./Kiểm nghiêm độ bền tiếp xúc Theo bảng 6 -33 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc ( ) 2 1 1 12 ww H HMH udb ukT zzz + = Theo bảng 6 -5 : Z M = 274 Mpa Theo bảng 6 -35: tg b = cos t tg tw = t = arc tg(tg20/0.965)=20,665 tg b = cos20,665 tg15,2=0,254 b = 14,263 0 theo CT 6.34 Z H = )665,20.2sin(/969,0.2 =1.713 Theo CT 6.37 : = bw . sin/m Trong đó: bw - là chiều rộng vành răng bw = ba a w bw = 0,3.125 = 37,5 (mm) = 37,5sin(15,2/3,14.1.25) = 2,504 Theo CT 6.36c Z = 1 Theo CT 6.38b = [1,88 -3,2. (1/Z 1 +1/Z 2 )]cos = [1,88 -3,2. (1/51+1/142)]0,965 = 1,797 Z = 797.1/1 =0,746 Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ dw 1 = 2a w /(u m +1) = 2.125/4 = 65,789 Theo CT 6.40 : v=3,14.d w1 .n 1 /60000=3,18<5(m/s) Với V = 3,18 (m/s) theo bảng 6 -13 ta dùng cấp chính xác 9. Theo bảng 6-14 ta dùng cấp chính xác 9 và V< 5 m/s k H = 1,16 theo CT 6-42 V H = H g 0 v ua w / =0,002.73.3,18. 8.2/125 =3,1(m/s) Trong đó theo bảng 6-15 : H = 0,002 Trong đó theo bảng 6-16 : g 0 = 73 BTL Chi Tiết Máy Trang: 9 Do đó theo 6-41 : K HV = 1 +V H .b w .d w1 /2.T 1 .K H .K Hb = 1,07 Theo CT 6.39 : k H = k H k H k HV = 1,02.1,16.1,7 = 1,27 Thay các trị số trên vào CT 6.33 có : ( ) 2 1 1 12 bwudw ukT H + = =351,6 *Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép Theo CT 6.1 ta có: V<5 m /s nên Z V =1 ; Z R = 0.95 ; k H = 1 [ H * ]=[ H ]Z V Z R k H = 436,36.1.0,95.1= 414,542 (Mpa) Vậy đủ sức bền tiếp xúc 6./Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo CT 6.34 : F1 = mbwdw T FF 1 11 2 Theo bảng 6 -7 k F = 1,05 Theo bảng 6 -14 với V<5 m/s cấp chính xác 9 thì k F =1,4 Theo CT 6 -47: V F = u aw Vg F 0 =9,306 Theo bảng 6 -15: F = 0,006 Theo bảng 6-16 : g 0 = 73 Theo CT 6.46 : k FV = 1+v f .b w .d w1 /(2.T 1 .K Fb .K Fa )=1,169 Do đó : k F = k F k F k FV =1,05.1,4.1,169 = 1,718 với : = 1,797 Y = 1/ =0,556 Y : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng với = 15 0 2 Y = 1-(15,2/140) = 0,89 Y : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng Số răng tơng đơng Z V1 = Z 1 /cos 3 = 51/0,965 3 = 56,753chọn Z V1 = 55 Z V2 = Z 2 /cos 3 = 142/0,965 3 = 158 chọn Z V2 = 158 Với m =1.25 (mm) Y S = 1,08 - 0,0695ln(3) Y S = 1 (xét đến độ nhạy của vật liệu) Do đó theo CT 6.2 và 6.2a : [ F1 ] =216(Mpa) [ F2 ] =205,714 (Mpa) Thay các giá trị vào CT 6.43 ta đợc: [ ] 11111 /2 FỳFF mbwdwYYYkT = F1 =142,618 Mpa<216=[ F1 ] F2 = F1. Y F2 /Y F1 =141,83 Mpa<205,714=[ F2 ] Vậy đủ sức bền uốn BTL Chi Tiết Máy Trang: 10 7./ Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải Với k qt =T max /T = 1,8 ta có : Hmax = H 1max1 / TT =471,721 Mpa < [ Hmax ] F1max = F1 .T 1max /T 1 =256,713 Mpa< [ F1max ] F2max = F2 .T 1max /T 1 =255,294 Mpa < [ F2max ] Đủ sức bền uốn khi quá tải 8./Các thông số của bộ truyền Khoảng cách trục a w = 125(mm) Môđun pháp m=1.25(mm) Chiều rộng vành răng bw=37.5(mm) Góc nghiêng của răng = 15,2(độ) Tỉ số truyền u =2,784 (độ) Số răng Z 1 = 51(cái) Z 2 =142(cái) Hệ số dịch chỉnh X 1 =0;X 2 =0(độ) Đờng kính vòng chia d 1 =mZ 1 = 66,062 (mm) d 2 =mZ 2 = 183,938 (mm) Đờng kính vòng lăn dw 1 =65,789 ; dw 2 =184,210(mm) Đờng kính đỉnh răng da 1 =d 1 +2(1+x 1 -y)m = 68,562(mm) da 2 =186,438(mm) Đờng kính đáy răng df 1 =d 1 -(2,5-2x 1 )m = 62,937(mm) df 2 = 180,813(mm) 9./Bôi trơn hộp giảm tốc Bôi trơn hộp giảm tốc nhằm giảm mất mát công suất do ma sát ,giảm mòn răng ,đảm bảo thoát nhiệt tốt và đề phòng các tiết máy bị han gỉ theo phơng pháp dẫn dầu đến bôi trơn ngời ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu và bôi trơn lu thông đối với hộp giảm tốc bánh răng bôi trơn ngâm dầu đợc dùng khi V12 m/s ở trờng hợp này ta dùng bôi trơn bằng ngâm dầu mức dầu thấp nhất là ngập chân răng bánh lớn cao nhất không quá 1/3 bán kính vòng đỉnh răng bánh lớn loại dầu đợc chọn dựa vào độ nhớt theo bảng 18-11 ta chọn độ nhớt bôi trơn nh sau - Độ nhớt Cetistoc : 80 - Độ nhớt Engle : 11 [...]... thoả mãn điều kiện V - Thiết kế vỏ hộp giảm tốc Và các tiết máy phụ I,Vỏ hộp BTL Chi Tiết Máy 1,Chọn bề mặt lắp ghép và thân Chọn bề mặt lắp ghép song song với mặt đế 2,Xác định các kích thớc cơ bản của vỏ hộp a ,Chi u dày Chi u dày thân hộp =0,03.a+3 = 6,75(mm) Nắp hộp 1= 0,9 = 6,125(mm) B,Gân Chi u dày gân : e = (0,8-1) = 5,4-6,75 chọn e = 6mm Chi u cao : h