thiết kế bộ truyền xích 2 cấp,

thiết kế bộ truyền xích 2 cấp,

Phần 1 : Chọn động cơ dẫn động. I. Xỏc nh cụng sut cn thit, S vũng quay s b ca ng c in, Chn quy cỏch ng c. 1, Xác định công suất động cơ : - cụng sut cn thit c xỏc nh theo cụng thc P ct = t P Trong ú: P ct L cụng sut cn thit trờn trc ng c (kW). P t L cụng sut tớnh toỏn trờn mỏy trc cụng tỏc (kW). L hiu sut truyn ng - Hiu sut truyn ng: = ol 4 . br . . tv . kn Trong ú: ol = 0,995 : L hiu sut mt cp ln br = 0,97 : Hiu sut ca mt b truyn bỏnh rng = 0,95 : Hiu sut ca b truyn ai kn = 1 : Hiu sut ca ni trc Thay s: = 0,995 4 . 0,97. 0,95. 0,75 .1 = 0,677 (1) - Tớnh p t : P t = 225,5 1000 95,0.5500 1000 . == VF (kw) (2) Trong ú: F = 5500 ( N ) : Lc kộo bng ti V = 0,95m/ S : Vn tc bng ti T (1) v (2) ta cú: P ct = 677,0 225,5 = t P = 7,83 (kw) 2, Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ : n lv = 350.14,3 95,0.1000.60 . .1000.60 = D V =51,86 (v/p) Theo bng 2 2 trang 32 sỏch TK CTM, Ta chn s b: - T s truyn bỏnh rng 1 cp: i br = 4 - B truyn ai thang : i = 2 - S vũng quay s b ca ng c: n sb = n lv . u t =n lv .i br .i =51,86.4.2 = 414,88 (v/p) Trong ú: n sb L s vũng quay ng b n lv L s vũng quay ca trc mỏy cụng tỏc õy l trc ca bng ti quay u t L t s truyn ca ton b h thng 3, Chn quy cỏch ng c. Trang 1 Động cơ được chọn phải thỏa mãn điều kiện: P đc >P ct ; n đc ≈ n sb Theo bảng phụ lục 2P Trang 322 Sách TK CTM , ta chọn được động cơ có: - Kiểu động cơ : A02 - 51 – 4 - Công suất động cơ : 7,5 (Kw) - Vận tốc quay: 1460 (v/p) II. Xác định tỷ số truyền động U t của toàn hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ phận của hệ thống dẫn động,lập bảng công suất,momen xoắn,số vòng quay trên các trục. - Xác định tỷ số truyền u t của hệ thống dẫn động u t = lv dc n n Trong đó: n dc Là số vòng quay của động cơ n lv Là số vòng quay của trục băng tải Thay số u t = 86,51 1460 = 28,15 (v/p) - Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động u t cho các bộ truyền u t =u d .u h Chọn u d = 2 theo tiêu chuẩn => u h = d t u u = 2 15,28 =14,07 Đây là hộp giảm tốc báng răng trụ 2 cấp với u h = 14,07 Mà U h =U 1 .U 2 trong đó : u 1 - tỉ số truyền bộ truyền cấp nhanh u 2 - tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm Theo bảng 3.1 trang 43 - “ Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí ” ta có : u 1 = 5,3 u 2 = 2,65 Tính lại u d theo u 1 , u 2 ta có 2 65,2.3,5 15,4828,25 . 21 === uu u u t d - Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục. Dựa vào P ct và sơ đồ hệ thống dẫn động, có thể tính được công suất, mômen và số vòng quay trên các trục, phục vụ các bước tính toán thiết kế các bộ truyền, trục và ổ. Trang 2 Ta có : P ct = 7,83 (kW) n đc = 1460 (vòng/phút) Tính toán đối với trục 1 ta được : P 1 = P ct .η ol .η đ = 7,83.0,995.0,95 = 7,40 (kW) 730 2 1460 1 === d dc n n n (vòng/phút) 36 1 1 6 1 10.808,96 730 40,7 .10.55,9.10.55,9 === n p T (Nmm) Tính toán đối với trục 2 ta được : P 2 = P 1 .η ol .η (vòng/phút) bv = 7,40.0,995.0,75 = 5,52(kW) 7,137 3,5 730 1 1 2 === u n n 36 2 2 6 2 10.832,382 7,137 52,5 .10.55,9.10.55,9 === n p T (Nmm) Tính toán đối với trục 3 ta được : P 3 = P 2 .η ol .η br = 5,52.0,995.0,97 = 5,32(kW) 52 65,2 7,137 2 2 3 === u n n (vòng/phút) 36 3 3 6 3 10.415,974 14,52 32,5 .10.55,9.10.55,9 === n p T (Nmm) trong đó : P ct - công suất cần thiết trên trục động cơ u đ - tỉ số truyền của bộ truyền đai u 1 , u 2 - tỉ số truyền cấp nhanh và cấp chậm trong hộp giảm tốc hai cấp Kết quả tính toán được ghi thành bảng như sau : BẢNG 1 : CÔNG SUẤT - TỈ SỐ TRUYỀN - SỐ VÒNG QUAY - MÔMEN Trục Thông số Động cơ I II III Trang 3 Công suất P, kW 7,83 7,40 5,52 5,32 Tỉ số truyền u 2 5,3 2,65 Số vòng quay n, vòng/phút 1460 730 137,7 52 Mômen xoắn T, Nmm 96,898.10 3 382,832.10 3 974,415.10 3 Phần 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu F o , nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi. Thiết kế truyền đai gồm các bước : - Chọn loại đai, tiết diện đai - Xác định các kích thước và thông số bộ truyền. Trang 4 - Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ. - Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục. Theo hình dạng tiết diện đai, phân ra : đai dẹt (tiết diện chữ nhật), đai hình thang (đai hình chêm), đai nhiều chêm (đai hình lược) và đai răng. 1. Chọn loại đai và tiết diện đai. Ở đây ta chọn loại đai vải cao su vì đai vải cao su gồm nhiều lớp vải và cao su có độ bền mòn cao, đàn hồi tốt, ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm và thường được sử dụng rộng rãi. Dựa theo đặc điểm công suất của cơ cấu, P ct = 7,83 (KW) , nên tra bảng 5-11 Trang 92 Sách TK CTM ta chọn loại đai có hình thang thường B: Các thông số của đai thường loại B: b t = 19 (mm), b = 22 (mm), h = 13,5 (mm), y o = 4,8 (mm) b b y 40° h t o 2. Xác định các kích thước và thông số bộ truyền a; Đường kính đai nhỏ Đường kính của bánh đai nhỏ được xác định theo công thức sau : Trang 5 Diện tích đai : F = 230(mm 2 ) Hình 1. Đai hình thang thường ( ) ( ) mm n P d )8,280 6,237( 730 40,7 .1300 1100.1300 1100 3 3 1 1 1 === Chn ng kớnh d 1 theo tiờu chun, d 1 = 250 mm Vn tc 55,9 60000 730.250.14,3 60000 11 === nd v m/s b; ng kớnh ai ln ng kớnh bỏnh ai ln : d 2 = d 1 i(1-) = 250.2.(1 - 0,01)= 495 mm trong ú : i - t s truyn = 0,01 ữ 0,02 - h s trt Chn ng kớnh d 2 theo tiờu chun, d 2 = 500 mm theo bng (5.15) Sỏch TK CTM trang 93 T s truyn thc t : ( ) ( ) 02,2 01,01250 500 1 1 2 = = = d d u Tt sai lệch giữa tỉ số truyền mới và tỉ số truyền cũ là rất nhỏ có thể giữ nguyên các thông số đã chọn. Số vòng quay thực tế của bánh đai lớn là: === 02,2 730 1 2 m tt u n n 361,38 (V/P) c; Khong cỏch trc A v chiu di ai L - Chiu di ti thiu ca ai. min L = mmm U V mó 5,23873875,2 4 55,9 === Vi U max = 3 5ữ Chn U max = 4. Tra bng ta ly L min = 2500 mm Trang 6 Số vòng chạy của đai trong 1 giây: 776,4 66,3998 1000.101,19 === L v i (1/s) < i max = 3 ÷ 5 - Khoảng cách trục A =A [ ] 8 )(8)(.2)(.2 2 12 2 1212 ddddLddL −−+−++− ππ [ ] mmA 2,649 8 )250500(8)250500.(14,32500.2)250500.(14,32500.2 2 2 = −−+−++− = Để góc ôm đai đủ lớn thì khoảng cách trục A phải thỏa mãn điều kiện: mmddA 1500)500250(2)(2 21 =+=+≥ Vậy ta cần chọn lại A = 1500 mm, như vậy tuổi thọ đai sẻ tăng lên vì u giảm Vậy đai thỏa mãn điều kiện về tuổi thọ Xác định lại khoảng cách trục : 4 .8 22 ∆−+ = λλ A (*) Trong đó: ( ) ( ) 5,1322500250. 2 14,3 2500. 2 21 =+−=+−= ddL π λ 2 250500 2 12 − = − =∆ dd =125 thay c¸c gi¸ trÞ nµy vµo c«ng thøc (*), ta ®îc: ( ) ( ) ≈ −+ = 4 125.85,13225,1322 22 A 649,2(mm) - Tinh lại Chiều dài đai theo CT mm A dd ddAL 9,4187 1500.4 )250500( )250500( 2 14,3 1500.2 4 )( )( 2 2 2 2 12 21 = − +++= − +++= π Tùy theo cách nối đai, thêm vào chiều dài tìm được trên đây một khoảng 100 mm400 ÷ d; Góc ôm đai Trang 7 Gúc ụm 1 trờn bỏnh ai nh c tớnh theo cụng thc : ( ) ( ) = = 1500 57.250500 180 57. 180 12 1 A dd 170 1 thoả mãn điều kiện 1 > 120 e; Xác định số đai . Số đai z đợc tính theo công thức: [ ] uvtp CCCC P Z 0 1 = (**) trong đó: P - là công suất trên trục bánh đai chủ động, P ct = 7,83 (KW) C - là hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm 1 , tra bảng 5-18 trang 95 sách TK CTM C = 0,98 với 1 = 170. C t - là hệ số kể đến ảnh hởng của ch ti trng, tra bng 5-6 trang 89 sỏch TK CTM C t = 0,9. C v - là hệ số kể đến ảnh hởng của vn tc cho các dây đai, tra bảng 5-19 trang 95 sỏch TK CTM -> C v = 1 [ ] 0 p - ng sut cú ớch cho phộp, tra bng 5-17 trang 95 Sỏch TK CTM [ ] 0 p = 1,84 Thay vo (**) ta cú: [ ] uvtp CCCC P Z 0 1 = = = .1.9,0.98,0.84,1 83,7 4,55 Ly Z = 5 f; Xỏc nh chiu rng v ng kớnh ai - Chiu rng ai mmStzb 13817.226).15(.2).1( =+=+= Trong ú: S = 17 , t = 26 (Tra bng 10-3 Trang 257 Sỏch TK CTM) - ng Kớnh ngoi ca bỏnh ai Bỏnh dn: Trang 8 D a1 = d 1 + 2.h o = 250 + 2.6 = 262 (mm) Bỏnh b dn: D a2 = d 2 + 2.h o = 500 + 2.6 = 512 (mm) g; Tớnh Lc cng ban u S o v Lc tỏc dng lờn Truc R NbFS o 6,993138.6.2,1 00 ==== Trong ú: Chn theo t l 25,6 40 1 250 . Tra bng 5-3 Trang 87 Sỏch TK CTM Ta Chn 6 = NSinSR 4,2969 2 170 sin.6,993.3 2 3 1 0 === Bảng các thông số của bộ truyền đai thang. Thông số Trị số Đờng kính tang nhỏ: d 1 (mm) 250 Đờng kính tang lớn: d 2 (mm) 500 Khoảng cách trục: A (mm) 1500 Chiều dài đai: L (mm) 2500 Góc ôm đai: 170 0 Số đai: z 5 Chiều rộng đai: B (mm) 138 Lực căng ban đầu: F o (N) 993,6 Lực tác dụng lên trục: Fr (N) 2969,4 Trang 9 Phần 3 : Thiết Kế các bộ truyền bờn trong hp gim tc Theo đầu đề thiết kế thì hộp giảm tốc là loại trục vít - bánh răng. Loại hộp giảm tốc này đợc sử dụng khi tỷ số truyền u = 50 130 đặc biệt có thể lên đến u = 480 So với hộp giảm tốc bánh răng - trục vít, hộp giảm tốc trục vít bánh răng có u điểm : - Hiệu suất cao hơn. - Kích thớc bánh vít nhỏ hơn ( bộ truyền trục vít đặt ở cấp nhanh nên mômen xoắn nhỏ hơn ) do đó tiết kiệm đợc kim loại màu quý hiếm để chế tạo bánh vít . Thế nhng bộ truyền bánh răng - trục vít lại có u điểm : - Khuôn khổ kích thớc hộp gọn hơn . - Vận tốc trợt nhỏ hơn do đó có thể dùng động cơ quay nhanh hơn để dẫn động hộp giảm tốc, đồng thời có thể dùng đồng thanh không thiếc rẻ hơn để chế tạo bánh vít . I, Thiết kế bộ truyền Trục vít - bánh vít (b truyn cp nhanh): 1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít - bánh vít. Vì trong bộ truyền trục vít xuất hiện vận tốc trợc lớn và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ớt không đợc thuận lợi nên cần phối hợp vật liệu trục vít và bánh vít sao cho cặp vật liệu này có hệ số ma sát thấp, bền mòn và giảm bớt nguy hiểm về dính . Mặt khác do tỷ số truyền U lớn, tần số chịu tải của trục vít lớn nhiều so với bánh vít, do đó vật liệu trục vít phải có cơ tính cao hơn so với vật liệu bánh vít. Vì lực kéo lớn nhất trên băng tải cho F=8000N nên tải trọng chỉ là tải trọng trung bình vì vậy ta chọn vật liệu trục vít là thép 45 đợc tôi bề mặt hoặc tôi thể tích đạt độ rắn HRC= 45 Để chọn vật liệu bánh vít ta dựa vào vận tốc trợt , vận tốc trợt đợc chọn theo công thức gần đúng sau: 3 2 1 3 10.8,8 II nupVt = . Trong đó: V t - Vận tốc trợt. n I - Số vòng quay của trục vít. P I - Công suất của trục vít. U 1 - Tỷ số truyền của trục vít. V t = 8,8.10 -3 . 3 2 730.10.7,6 = 2,89 [m/s]. Với V t = 2, 89 m/s < 5 m/s ta chọn vật liệu bánh vít là đồng thanh không thiếc. Trang 10 [...]... him: 2 2 Ti tit din 2 - 2: M u 22 = M uy + M ux Trong ú: Muy = YB.h3 = 1778,5.106,5 = 189410 ,2 N.mm Mux = XA.h2 = 17 72, 3.106,5 = 188750 N.mm M u 22 = 189410 ,2 2 + 188750 2 = 26 7400 N.mm ng kớnh trc khi tit din 2- 2: 2 2 M t = M uy + M ux + 0,75.M z2 = 189410 ,2 2 + 188750 2 + 0,75.96415,7 2 = 28 0133,5( N mm) Vi [ ] = 50 N / mm 2 d 2 2 3 M t 26 7400 ,2 =3 = 37,7 mm 0,1.[ ] 0,1.50 Chn d2 -2 = 40 mm Ti tit... gia 2 gi trc vớt Lo2 = 2 + l 2 + + Ltv = 2 B 2 29 + 12 + 10 + 140 = 21 3mm 2 4, Thit k trc Trc I: H lc tỏc dng lờn trc: - Lc tỏc dng lờn ai: R = 22 60 N - Lc hng tõm : Pr1 = 3544,7 N - Lc Vũng: P1 = 1817 N - Lc dc trc: Pa1 = 9739 N - Xỏc nh khong cỏch ca h1, h2, h3 Khong cỏch h1: Bb B 85 29 + l 4 + l3 + 0 = + 10 + 15 + = 82mm 2 2 2 2 h1 = Khong cỏch h2: h2 = L B 29 140 + l 2 + a + tv = + 12. .. 3544,7.70 ,2 + 9910,7.136,4 = 516 92, 3N 70 ,2 + 66 ,2 + 9,6 - Ti gi D: Moment theo phng Y: Trang 26 M DY = 0 Pa 3 YC = Pa 2 d3 d P2 ( h6 + h5 ) Pa 2 2 Pr 3 h6 + YC ( h4 + h5 + 6 ) 2 2 d d2 90 + P2 (h6 + h5 ) + Pa 3 3 + Pr 3 h6 1817 + 9739(9,6 + 66 ,2) + 0 + 3607 ,2. 9,6 2 2 2 = = 5853,5 N h4 + h5 + h6 70 ,2 + 66 ,2 + 9,6 Moment theo phng X: M DX = 0 -P3.h6 Pr2(h6+h5)+XC(h4+h5 +h6) XC = P3 h6 + Pr 2 (h6... 135 C = 1903,5.135 = 25 69 72, 5 Tra bng 17P ng vi d=30 ly cú kiu 36306, Cbng = 41000, ng kớnh vũng ngoi bi d = 72 mm Chiu rng B = 19 - S cho trc II: Cng dựng nhng cụng thc nh trờn trc I, ta cú: 2 RC = YC2 + X C = 5853,5 2 + 24 92 2 = 6361,9( N ) 2 2 R D = YD + X D = 74 92, 7 2 + 516 92, 3 2 = 522 32, 5( N ) S C = 1,3.RC tg = 1,3.6361,9.tg16 0 = 23 71,5( N ) S D = 1,3.R D tg = 1,3. 522 32, 5.tg16 0 = 19470,6(... = 146 70 ,2 66 ,2 = 9,6mm - Xỏc nh cỏc phn lc gi C v D - Ti gi C: Moment theo phng Y: M CY = 0 P2 h4 Pa 2 YD = P1 h4 Pa 2 d d2 + Pr 3 ( h4 + h5 ) + Pa 3 3 YD (h4 + h5 + 6 ) 2 2 d d2 90 + Pr 3 (h4 + h5 ) + Pa 3 3 9739.70 ,2 1817 + 3607 ,2( 70 ,2 + 66 ,2) + 0 2 2 = 2 = 74 92, 7 N h4 + h5 + h6 70 ,2 + 66 ,2 + 9,6 Moment theo phng X: M DX = 0 Pr2.h4 P3(h4+h5)-XD(h4+h5 +h6)=0 XD = Pr 2 h4 + P3 (h4... = 29 - S cho trc III: Ta cng dựng cụng thc nh trờn 2 R E = YE2 + X E = 1735,6 2 + 51 42 2 = 5 427 ( N ) 2 R F = YF2 + X F = 1871,5 2 + 1735,6 2 = 25 52, 4( N ) S E = 1,3.R E tg = 1,3.5 427 .tg16 0 = 20 23( N ) S F = 1,3.R F tg = 1,3 .25 52, 4.tg16 0 = 19470,6( N ) Tng lc chiu trc: At = S E Pa 4 S F = 20 23 0 951,4 = 1071,6( N ) Lc At hng v bờn phi, do ú lc Q ny ln hn QE = ( R E + 1,5 At ).1,1 = ( 5 427 ... + tv = + 12 + 10 + = 106,5mm 2 2 2 2 Khong cỏch h3: h3 = Lo 2 h2 = 21 3 106,5 = 106,5mm - Xỏc nh cỏc phn lc gi A v B - Ti gi A: Moment theo phng Y: M AY = 0 R h1 P1 h1 + Y A ( h2 + h3 ) YB = P1 h2 + R h1 1817.106,5 + 22 60. 82 = = 1778,5 N h2 + h3 106,5 + 106,5 Moment theo phng X: M AX = 0 -Pr1.h2 +XB ( h2 + h3 ) Trang 22 XB = Pr1 h2 3544,7.106,5 = = 17 72, 3 N h2 + h 3 106,5 + 106,5 - Ti gi... bỏnh Vớt: Dc2 = d2 = m.Z2 = 9.30 =27 0 mm - ng kớnh vũng nh ( trong mt ct chớnh) De2 =( Z2 + 2. fo + 2 ).m = (30 +2. 1 +2. 0).9 = 28 8 mm - ng kớnh ngoi cựng: Dn De 2 +1,5.m = 28 8.1,5.9 = 301,5 mm - Chiu rng bỏnh Vớt: B 0,75.De1 = 0,75.90 = 67,5 mm 10 Lc tỏc dng Trang 14 - Lc vũng P1 trờn trc vớt bng lc dc Pa2 trờn bỏnh vớt: 2. M P2 2. 9,55.10 6.5 = = 1817( N ) P1 = Pa2 = d1 n1 72. 730 - Lc vũng P2 trờn bỏnh... Z = 446604 2 + 0,75.719 520 ,5 2 = 766640,4 N m Vi [ ] = 50 N / mm 2 d 33 3 M t 766640,4 =3 = 53,5mm 0,1.[ ] 0,1.50 Chn d3-3 = 55 mm Ti tit din 4 4 : Muy = YD.h6 = 74 92, 7.9,6 = 71930 N.mm Mux = XD.h6 = 516 92, 3.9,6 = 49 624 8 N.mm 2 2 M t = M uy + M ux + 0,75.M z2 = 71930 2 + 49 624 8 2 + 0,75.719 520 ,5 2 = 799 824 ( N mm) ng kớnh trc khi tit din 4 - 4 : Vi [ ] = 50 N / mm 2 d 4 4 3 M t 199 824 =3 = 54,3mm... õy n = 730 h = 1 728 0 gi bang thi gian phc v ca mỏy Q = ( K v R + m At ).K n K t (CT 8-1 sỏch TK CTM) H s: m = 1,5 bng 8 -2 TK CTM K t = 1 h s ti trng tnh bng 8-3 TC CTM K v = 1 vũng trong ca quay bng 8-5 TC CTM K n = 1 thi gian lm vic di 100o 2 R A = Y A2 + X A = 22 21,5 2 + 17 72, 3 2 = 28 41,8( N ) Trang 34 2 R B = YB2 + X B = 1778,5 2 + 17 72, 3 2 = 25 10,8( N ) S A = 1,3.R A tg = 1,3 .28 41,8.tg16 0 = 1059,3(