đồ án hoàn thiện the last

LỜI NĨI ĐẦU Đồ án mơn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động khí, cụ thể thiết kế hệ dẫn động băng tải, với hộp giảm tốc hai cấp trục vít – bánh với yêu cầu lực vận tốc đặc trưng khác Đồ án môn học chi tiết máy với bước đầu làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy lĩnh vực khí nhằm nâng cao kỹ tính tốn hiểu sâu kiến thức học Đồ án môn học chi tiết máy tài liệu dùng để thiết kế chế tạo hệ dẫn động khí, khong phải phương án tối ưu thiết kế hệ dẫn động hạn chế hiểu biết kinh nghiệm thực tế Trong đồ án có tham khảo tài liệu: - Tập Chi tiết máy – Trương Tất Đích - Tập Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - PGS.TS TRỊNH CHẤT – TS LÊ VĂN UYỂN - Dung sai lắp ghép - GS.TS NINH ĐỨC TỐN Do lần làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn học có liên quan song làm em tránh thiếu sót Em kính mong hướng dẫn bảo nhiệt tình Thầy môn giúp cho em ngày tiến Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Thiết Kế Máy, đặc biệt Thầy Bùi Văn Hưng trực tiếp hướng dẫn, bảo cách tận tình giúp em hồn thành tốt nhiệm vụ đồ án giao PHẦN 1: TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG CHỌN ĐỘNG CƠ I Xác định công suất cần thiết động Công suất cần thiết lớn Pct động xác định theo công thức: Pct = Pt η (1) Trong đó: Pct – Công suất cần thiết trục động Pt – Cơng suất tính tốn trục máy cơng tác η – Hiệu suất truyền động Pt = Ptđ = P12t1 + P22t2 t1 + t2 P  t1 + t2  ÷ t1 + t ( 0, ) P1   = P1 = P1 t1 + t2 t1 + t2 P1 = Lại có: Fv 700.10.0, 08 = = 0.56 ( kW ) 1000 1000 Với F,v – lực kéo vận tốc băng tải Suy + 4.(0,5)  Pt = 0.56 ≈ 0, 44( kW ) 4+4 Theo sơ đồ tải trọng đề η = η k ol η m kn ηtv ηbr η x (2) Trong đó: k = – số cặp ổ lăn m = – số khớp nối Tra bảng 2.3, ta có hiệu suất - η = 0,99 - hiệu suất cặp ổ lăn; ( ổ lăn che kín) ol η z1=4) - tv η = 0,9 - hiệu suất truyền trục vít bánh vít ( khơng tự hãm với kn = 0.99 - hiệu suất khớp br = 0,96 - hiệu suất cặp bánh ; η η x = 0,90 - hiệu suất truyền xích (bộ truyền xích để hở ) Thay số vào biểu thức (2), ta có: η = 0,994.0,992.0,9.0,96.0,96 ≈ 0, 78 Thay số vào công thức (1), ta có: Pct = Pt 0,56 = ≈ 0, 72 η 0,78 Xác định tốc độ đồng động Chọn sơ tỉ số truyền toàn hệ thống nsb Theo công thức (2.18), ta có: nsb = ut nlv Trong đó: ut : tỷ số truyền chung hệ thống nlv: số vịng quay làm việc Theo bảng 2.4 (sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tr21) Chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp trục vít – bánh uh = 85 Chọn tỷ số truyền ngồi ( xích) u x = 3,5 Theo cơng thức (2.15), ta có: ut = uh u x = 8.3,5 = 297,5 Áp dụng công thức (2.16), ta có: nlv = 60000.v 60000.0.08 = ≈ 5, 09(v / ph) π D π 300 Trong đó: v: vận tốc băng tải D: đường kín băng tải Số vịng quay sơ động là: nsb = ut nlv = 297,5.5, 09 = 1514, 28(v / ph) Quy cách động phải thỏa mãn đồng thời : Pđc ≥ Pct nđc ≈ nsb Tmm T ≤ K T Tdn Với Pct = 0,72 kW ; Tmm = 1,4 T1 nsb = 1018 v/ph ; Theo bảng phụ lục P1.1 (sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - tr234) Ta chọn kiểu động là: 4A71B4Y3 Với thống số kỹ thuật sau: ndc(v/p) P(Kw) Cosφ η 1370 0,75 0,73 72 % Ik/Idn Tk/Tdn 2,2 2,0 Kết luận: Động 4A71B4Y3 phù hợp với yêu cầu thiết kế PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN II Xác định tỉ số truyền Ta có: uc = ndc 1370 = ≈ 269,16 nlv 5.09 Chọn ux=4 ta có: uhop = uc 269,16 = = 67, 29 ung Đồng thời, uhộp = u1.u2 ; Trong đó: u1: tỷ số truyền cấp nhanh u2: tỷ số truyền cấp chậm Theo cơng thức ta lại có: ubr = (0,05 … 0,06) uh = 3,36 …4 ; chọn ubr = 3,42 ⇒ u1 = 19,7 Kết luận: uc = 269,16 ; u1 = 19,7 ; u2 =3,42 ; uxích = Xác định cơng suất, momen số vịng quay trục Tính cơng suất, momen, số vòng quay trục ( I, II, III, IV) hệ thống dẫn động • Cơng suất trục: Trục IV: PIV = Plv = Ptđ = 0,44 (kW) PIII = Trục III: PII = Trục II: • = ηol η kn η x PIII ηol ηbr = 0, 499 = 0, 52( kW ) 0, 99.0, 96 PII 0, 525 = = 0, 59(kW ) ηol ηtv 0, 99.0, Pdc = PI 0, 589 = = 0, 60(kW ) η ol η kn 0, 99.0, 99 Số vòng quay trục nI = nđc = 1370 (v/ph) nII = nIII nI 1370 = ≈ 69,54 u1 19, n 69,54 = II = ≈ 20,3 u2 3, 42 nIV = 0, 44 = 0, 50( kW ) 0, 99.0, 99.0, 90 PI = Trục I: Trục động cơ: PIV nIII 20,3 = ≈ 5, 09 ux (v/ph) (v/ph) (v/ph) • Momen Tdc = 9, 55.106 TI = 9, 55.106 Pdc 0.60 = 9, 55.106 ≈ 4189, 56 ndc 1370 PI 0, 59 = 9, 55.10 ≈ 4106,18 nI 1370 (N.mm) P 0,52 TII = 9,55.106 II = 9,55.106 ≈ 71412,14 nII 69,54 TIII = 9,55.106 TIV = 9,55.106 (N.mm) (N.mm) PIII 0, 50 = 9,55.10 ≈ 235221, 67 nIII 20,3 (N.mm) PIV 0, 44 = 9, 55.10 ≈ 825540, 28 nIV 5, 09 (N.mm) Từ kết tính tốn ta lập bảng kết sau Trục Động I II III IV Thông số Tỉ số truyền u 19,7 3,42 Công suất P, kW 0,60 0,59 0,52 0,50 0,44 Số vòng quay n, v/ph 1370 1370 69,54 20,3 5,09 Momen xoắn T, N.mm 4189,56 4106,18 71412,14 235221,67 825996,65 Phần 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Số liệu đầu: P = PIII = 0,50 kW ; n1 = nIII = 20,3 v/ph ; n2 = nIV = 5,09 v/ph ; ux = u = Tải trọng va đập nhỏ, truyền nằm ngang I XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA XÍCH VÀ BỘ TRUYỀN XÍCH Chọn loại xích: Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, dung xích lăn Xác định thơng số xích truyền: Theo bảng 5.4, với u = 4, ta chọn số đĩa nhỏ z1 = 23 Dựa vào cơng thức (5.1) ta lại có số đĩa lớn z2 z2 = u.z1 = 4.23 = 92 Theo công thức (5.3), cơng suất tính tốn Pt = P.k k z k n ≤ [P ] kz = Trong đó: với z1 = 23, 25 25 = = 1,09 z1 23 kn = với n01 = 50(v/ph ) , - hệ số n01 50 = ≈ 2,46 n3 20,3 - hệ số số vịng quay Theo cơng thức (5.4), ta có k=k0.ka kđc.kbt kđ.kc Trong đó: k đước tính từ cá hệ số thành phần cho 5.6, với k0 =1 ( đường nối tâm đĩa xích ≤60o) – hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền ka = ( chọn a = 40p) – hệ số kể đến khoảng cách trục vào chiều dài xích kđc = ( độ căng xích điều chỉnh được) – hệ số kể đến ảnh hưởng việc điều chỉnh độ căng xích kbt = 1,8 ( làm làm việc mơi trường có bụi, bơi trơn truyền không đủ) – hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn kđ = 1,2 ( làm việc điều kiện tải trọng va đập) – hệ số tải trọng động, kể đén tính chất tải trọng kc = 1,25 ( làm việc ca) – hệ số kể đến chế độ làm việc truyền đó: k = k0 kađc k bt.k đ k c k = 1.1.1.1,8.1, 2.1, 25 = 2, Áp dụng cơng thức (5.3), ta có điều kiện đảm bảo tiêu độ bền mỏi truyền xích viết dạng: Pt = 0, 50.2, 7.1, 09.2, 46 ≈ 3, 62( kW ) Theo bảng 5.5 với n01 = 50 v/ph, chọn truyền xích có dãy có bước xích p=31,75 (mm) thỏa mãn điều kiện bền mòn: Pt < [P] =5,83(kW) Đồng thời theo bảng 5.5, ta có bước xích p < pmax = 31,75 (mm) ; đường kính chốt dc = 9,55 (mm) ; chiều dài ống B =27,46 (mm) Khoảng cách trục: a = 40.p = 40 31,75 = 1270 (mm) ( theo bảng 5.8) Theo cơng thức (5.12), số mắt xích 2.a z1 + z2 ( z2 − z1 ) p x= + + p 4π a 23 + 92 (92 − 23) 31, 75 ⇔ x = 2.40 + + = 140, 4π 1270 Lấy lại số mắt xích chẵn x = 141, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13)  92 − 23  a = 0, 25.31, 75 141 − 0, 5.(92 + 23) + [141 − 0, 5.(92 + 23)]2 − 2.( ) π   = 1278      Để xích khơng chịu lực căng lớn, giảm a lượng ∆a = 0, 003.a = 4(mm) , a = 1274 (mm) Số lần va đập xích : theo (5.14) i= z1 n1 23.20, = = 0, 22 < [i] = 20( mm) 15.x 15.141 Tính kiểm nghiệm xích độ bền : s= Theo (5.15) Q kd Ft + Fo + Fv Theo bảng 5.2, tải trọng phá hỏng Q = 88500 (N) khối lượng mét xích q = 3,8 (kg) kđ = 1,2 ( tải trọng mở máy 1,4 lần tải trọng danh nghĩa) v= z1 p.nx 23.31, 75.20, = = 0, 25 ( m / s ) 60000 60000 Ft = 1000 P 1000.0, = = 2000 ( N ) v 0, 25 Fv = q.v2 = 3,8 0,252 = 0,24 (N) F0 = 9,81.kf q.a = 9,81 3,8 1,27 = 94,69 (N) Trong kf =2 ( đường nối tâm đĩa xích nghiêng góc >40 o so với phương nằm ngang ) Do đó, s= 88500 = 35, 47 1, 2.2000 + 94, 69 + 0, 25 10 ... THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG Chọn vật liệu Do khơng có u cầu đặc biệt theo quan điểm thống hóa thiết kế, chọn vật liệu cấp bánh nhau: Bánh nhỏ: Thép cacbon 45 cải thiện đạt độ rắn HB=241... phép Theo bảng 7.1 , với bánh vít БpAЦH 10-4-4 đúc li tâm σb = 600 (MPa), σch=200(MPa) Theo bảng 7.2 với cặp vật liệu БpAЦH 10-4-4 thép [σ H] = 247,4 MPa Với truyền làm việc chiều, [σFo] tính theo... trục vít số bánh vít z1 = ; z2 = 40 Hệ số dịch chỉnh bánh vít x = 0,0008 γ = 9,09o Góc vít Chiều dài phần cắt ren trục vít b1 = 42,21 mm Chiều rộng bánh vít b2 = 35 mm Đường kính ngồi bánh vít daM2