BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD : PGS.TS.Nguyễn Hữu Lộc Nhóm/Lớp: A10/CK17KSCD Sinh viên thực hiện: Dương Việt Trí 1713631 HỌC KỲ 191 – NĂM HỌC 2019-2020 PHẦN 1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ. 1 1.1. CHỌN ĐỘNG CƠ: 1.1.1. Chọn hiệu suất của hệ thống: Hiệu suất truyền động: ηch = ηbr1.ηbr2.ηkn.ηol 3 .nđ = 0,98.0,98.0,98.0,993 .0,96 = 0,8767 Với: ηbr1=0,98: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1. ηbr2=0,98: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 2. ηkn=0,98: hiệu suất nối trục đàn hồi. ηol=0,99: hiệu suất ổ lăn. ηđ=0,96: hiệu suất bộ truyền đai.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ********** BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD : PGS.TS.Nguyễn Hữu Lộc Nhóm/Lớp: A10/CK17KSCD Sinh viên thực hiện: Dương Việt Trí 1713631 HỌC KỲ 191 – NĂM HỌC 2019-2020 PHẦN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ: 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống: Hiệu suất truyền động: ηch = ηbr1.ηbr2.ηkn.ηol3.nđ = 0,98.0,98.0,98.0,993.0,96 = 0,8767 Với: ηbr1=0,98: hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng ηbr2=0,98: hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng ηkn=0,98: hiệu suất nối trục đàn hồi ηol=0,99: hiệu suất ổ lăn ηđ=0,96: hiệu suất truyền đai 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết: Cơng suất tính tốn: √ Ptd = P n ∑ = 6,5 Ti t T i ( ) n =P ∑ ti √ √ T1 T T t1 + t + t T T T t +t 2+ t ( ) ( ) ( ) T 0,6 T 0,3 T 16+ 28+ 48 T T T 16+ 28+48 () ( Công suất cần thiết: Pct = ) ( ) = 3,7364 (kW) P tt 3,7364 = 0,8767 = 4,2619 η 1.2 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ: 1.2.1 Tính tốn cơng suất trục: Pct = Pctmax = 6,5 kW Pct 6,5 P III 6,7 PIII = η η = 0,99.0,98 = 6,7 (kW) ol kn PII = η η = 0,99.0,98 = 6,91 (kW) ol br 2 P II 6,91 PI = η η = 0,99.0,98 = 7,12 (kW) ol br PI 7,12 Pđc = η = 0,96 = 7,42 (kW) đ Ta chọn động có cơng suất Pdc = 7,5kW Bảng 1.1 Động phân phối tỷ số truyền Động Số vòng Số vịng quay động quay trục cơ, xích tải (vịng/phút) n, v/ph Tỷ số truyền chung, uch Tỷ số Bộ truyền truyền hộp bánh giảm răng, tốc, uh ubr1 Bộ truyền bánh răng, ubr2 Bộ truyền đai, ud 2895 55 52,64 4,472 4,4721 20 2,632 1450 55 26,36 3,5355 12,5 2,109 970 55 17,64 3,535 3,1623 10 1,764 715 55 13,00 2,8284 1,625 3,162 2,828 Với tỷ số truyền bảng 1.1 ta chọn động với số vòng quay n=1450v/ph với tỷ số truyền chung uch=26,36; ud=2,109; ubr1=ubr2=3,5355 1.2.2 Tính tốn số vịng quay trục: nđc = 1450 v/ph nđc 1450 nI = u = 2,109 = 687,48 (v/ph) d nI 687,48 n II 194,45 nII = u = 3,5355 = 194,45 (v/ph) br nIII = u = 3,5355 = 55 (v/ph) br nct = nIII = 55 (v/ph) 1.2.3 Tính tốn momen xoắn trục: đc 9550 Pmax 9550.7,42 Tđc = = 1450 = 48,87 (Nm) n đc TI = 9550 P I 9550.7,12 = = 98,91 (Nm) 687,48 nI TII = 9550 P II 9550.6,91 = = 339,37 (Nm) 194,45 n II TIII = 9550 P III 9550.6,7 = = 1163,36 (Nm) 55 n III Tct = 9550 P ct 9550.6,5 = = 1128,63 (Nm) 55 n III Bảng 1.2 Đặc trính kỹ thuật hệ thống truyền động Trục Động I II III (ct) Thông số Công suất, kW Tỷ số truyền Công tác 7,42 7,12 2,109 6,91 3,5355 6,7 6,5 3,5355 Momen xoắn, Nm 48,87 98,91 339,37 1163,36 1128,63 Số vòng quay, vg/ph 1450 687,48 194,45 55 55 PHẦN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 2.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT: Công suất P =7,42 kW Tỷ số truyền đai ud=2,109 Số vòng quay n=1450 vg/ph Momen xoắn T=48,87 Nm Bộ truyền đai dẹt vật liệu đai vải cao su có miếng đệm 2.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI: Chọn tiết diện đai: Dựa theo hình 4.2.a [1] với P=7,42 kW n=1450 vg/ph, ta chọn đai tiết diện B Chọn đường kính đai nhỏ: √ d1 = 1100 P 7,42 = 1100 = 189,56 (mm) n1 1450 √ Chọn theo tiêu chuẩn d1 = 200 mm Vận tốc bánh đai nhỏ: v1 = π ⅆ1n π 200 1450 = 60000 = 15,183 (m/s) 60000 Chọn hệ số trượt tương đối ξ = 0,02 Đường kính đai lớn: d2 = ud1(1- ξ) = 2,109.200.(1-0,02) = 413,364 (mm) Chọn theo tiêu chuẩn d2=400 mm ⅆ2 400 Tỷ số truyền u = ⅆ (1−ξ ) = 200.(1−0,02) = 2,041 Sai lệch: 2,109−2,041 = 3,22% ( Lmin ⇒ Thỏa điều kiện Kiểm tra số vòng chạy i đai giây v 15183 i = l = 2753,59 = 5,5s-1 < [i]=10s-1 Tính góc ơm đai α1 bánh đai nhỏ theo công thức: α1 = 180 - 57 ⅆ2 −ⅆ 400−200 = 180 – 57 900 = 167,33 (độ) a Chọn chiều dày đai δ=6mm (đai vải cao su có miếng đệm) ⅆ1 200 = = 33,3 ≥ 25 ⇒ Thỏa điều kiện δ Tính hệ số Ci C α = – 0,003.(180 - α1) = – 0,003.(180 – 167,33) = 0,962 C v = – c v (0,01v2 – 1) = – 0,04.(0,01.15,1832 – 1) = 0,948 C = : Bộ truyền nằm ngang C r = 1: Làm việc với chế độ tải không đổi Ứng suất có ích cho phép [σt] truyền đai dẹt [σt] = [σt]0C α C v C C r = 2,21.0,962.0,948.1.1 = 2,015 (MPa) , với [σt]0 = 2,21 ⅆ1 = 33,3 (theo bảng 4.2[1]) δ Xác định chiều rộng đai theo công thức: 1000 P 1000.7,42 b ≥ δv [σ ] = 6.15,183.2,015 = 40,42 (mm) t Chọn theo tiêu chuẩn b=50mm Chọn chiều rộng B bánh đai theo chiều rộng đai b theo bảng 4.3[1], thì: B = 63 mm Lực căng đai ban đầu theo điều kiện: F0 = [σ0]bδ = 1,8.50.6 =540 (N) Lực tác dụng lên trục: α1 167,33 = 2.540.sin = 1073,41 (N) ( ) Fr = 2F0sin ( ) Lực vịng có ích: Ft = 1000 P 1000.7,42 v = 15,183 = 488,7 (N) Ứng suất lớn dây đai: σmax = σ1 + σv + σF1 = σ0 + 0,5σt + σv +σu1 = F0 F δ + t + ρv2.10-6 + d E bδ 2bδ 540 488,7 = 50.6 + 2.50.6 + 1200.15,1832.10-6 + 200 100 = 5,89 (MPa) Kiểm nghiệm đai theo ứng suất kéo cho phép: σmax ≤ [σ]k=8MPa ⇒ Thỏa điều kiện Tính tốn tuổi thọ đai: σr m 10 10 Lh = σ max = 5,89 = 277 (giờ) 2.3600.5 2.3600 i ( ) ( ) , đó: σ r = MPa: vải cao su có lớp đệm Bảng 2.1 Các thơng số truyền đai dẹt Thông số Dạng đai Khoảng cách trục a, mm Giá trị Đai dẹt loại B 900 Chiều dày đai δ, mm Chiều rộng đai b, mm 50 Chiều dài đai L, mm 3100 Góc ơm đai α, độ 167,33 Số vòng chạy đai giây, 1/s 5,5 Đường kính bánh dẫn d1, mm 200 Đường kính bánh bị dẫn d2, mm 400 Ứng suất lớn σmax, MPa 5,89 Lực căng đai ban đầu F0, N 540 Lực tác dụng lên trục Fr, N 1073,41 Tuổi thị đai tính giờ, Lh 277 PHẦN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG Thông số kỹ thuật: - Thời gian phục vụ: L = năm - Số ngày làm/năm: Kng = 260 ngày/năm - Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc giờ, làm việc ca ngày - Cặp bánh cấp nhanh (bánh trụ nghiêng): + Tỷ số truyền: ubr1 = 3,5355, chọn theo tiêu chuẩn ubr1 = 3,55 + Số vòng quay trục dẫn: n1 = 687,48 v/ph + Momen xoắn T trục dẫn: T1 = 98,91 Nm - Cặp bánh cấp chậm (bánh trụ nghiêng): + Tỷ số truyền: ubr2 = 3,5355, chọn theo tiêu chuẩn ubr2 = 3,55 + Số vòng quay trục dẫn: n2 = 194,45 v/ph + Momen xoắn T trục dẫn: T2 = 339,37 Nm 3.1 Cặp bánh trụ nghiêng cấp chậm: 3.1.1 Chọn vật liệu: Ta chọn vật liệu cặp bánh trục nghiêng theo bảng 6.13[2]: - Bánh chủ động: Thép C45 cải thiện đạt độ rắn 180÷350 HB, ta chọn độ rắn trung bình HB1=260HB, σch1=580 - Bánh bị động: Thép C45 cải thiện đạt độ rắn 180÷350 HB, ta chọn độ rắn trung bình HB2=230HB, σch2=450 3.1.2 Xác định ứng suất cho phép: Số chu kỳ làm việc sở: NHO1 = 30HB12,4 = 30.2602,4 = 1,875.107 (chu kỳ) NHO2 = 30HB22,4 = 30.2302,4 = 1,397.107 (chu kỳ) NF01 = NF02 = 4.106 (chu kỳ) Lh = 8.260.3.8 = 49920 (giờ) Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép: - Bộ truyền làm việc với chế độ tải trọng thay đổi nhiều bậc: Ti ni t i = 60c∑ T max ( ) = 60.1.194,45 (( ) ( ) ( ) ) 49920 + NHE1 T1 T2 T3 t 1+ t2 + t3 T T T = 60.1.194,45 T T (( ) 16 0,6 T + 92 T ( ) 28 0,3T + 92 T ( ) 4892 ) 49920 = 1,491.108 + NHE2 = N HE 1,491.108 = = 4,2.107 u 3,55 N HE > N H 01 N HE 1=N H 01=1,87 107 ⇒ Ta thấy : N > N , suy KHL1=KHL2=1 N HE 2=N H 02=1,4 107 HE H 02 { { - Theo bảng 6.13[2], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc cho vật liệu C45, cải thiện: + Giới hạn mỏi tiếp xúc: σOHlim = 2HB+70, SH=1,1 Bánh chủ động: σOHlim1 = 2.260+70 = 590 (MPa) Bánh bị động: σOHlim2 = 2.230+70 = 530 (MPa) - Ứng suất tiếp xúc cho phép: σ OHlim + Tính sơ bộ: [σH] = s H KHL với SH=1,1 (thép C45 cải thiện) [σH1] = σ OHlim1 590 K = 536,36 (MPa) HL1 = 1,1 sH [σH2] = σ OHlim2 KHL2 = 530 = 481,81 (MPa) 1,1 sH - Với bánh trụ nghiên ta có cơng thức: √ [σH] = 0,5 ([ σ 2H ] + [ σ 2H ] ) = 613,17 (MPa) 10 ... Bánh bị dẫn: da2 =d2 + 2m = 3 12, 12 + 2. 3 = 318, 12 (mm) - Đường kính vịng đáy: + Bánh dẫn: df1 = d1 – 2, 5m = 87,88 - 2, 5.3 = 80,38 (mm) + Bánh bị dẫn: df2 = d2 – 2, 5m = 3 12, 12 - 2, 5.3 = 304, 62. .. Bánh bị dẫn: da2 =d2 + 2m = 3 12, 12 + 2. 3 = 318, 12 (mm) - Đường kính vịng đáy: + Bánh dẫn: df1 = d1 – 2, 5m = 87,88 - 2, 5.3 = 80,38 (mm) + Bánh bị dẫn: df2 = d2 – 2, 5m = 3 12, 12 - 2, 5.3 = 304, 62. .. bánh giảm răng, tốc, uh ubr1 Bộ truyền bánh răng, ubr2 Bộ truyền đai, ud 28 95 55 52, 64 4,4 72 4,4 721 20 2, 6 32 1450 55 26 ,36 3,5355 12, 5 2, 109 970 55 17,64 3,535 3,1 623 10 1,764 715 55 13,00 2, 828 4