Xem mẫu
- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
KHOA ĐIỆN, ĐIỆN TỬ, CƠ KHÍ VÀ XÂY DỰNG
BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÊN ĐỀ TÀI :
Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN
HỘ
Sinh vin thực hiện: PHAN ĐÌNH QUANG
NGUYỄN ĐỨC THÀNH
Lớp: …11CCD01……
Khố: .…2011-
2014........
Đồng Nai, thng 07… năm 2013…
SVTH: Phan Đình Quang 3
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
Bộ Giáo Dục và Đào Tạo
Trường Đại học Công Nghệ Đồng Nai Cộng hịa x hội chủ nghĩa Việt Nam
Khoa Điện, Điện Tử, Cơ Khí và Xây Dựng Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.
Bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy --o0o--
--o0o--
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
1. Họ tn sinh vin:
……………………PHAN ĐÌNH QUANG……… MSSV:…1100078…
……………………NGUYỄN ĐỨC THÀNH……..MSSV: ……………
2. Tên đề tài:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……
3. Số liệu ban đầu:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……
4. Nội dung yu cầu:
4.1 Yu cầu tính tốn:
4.2 Yu cầu bản vẽ:
4.3 Ngy giao nhiệm vụ: …/…/2013.
4.4 Ngy hồn thnh: …/…/2013.
Giáo viên hướng dẫn Trưởng bộ môn Trưởng khoa
…………………. Ths. Nguyễn Tuấn Hải Ths Lưu Hồng Quân
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay các hệ thống dẫn động cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp và sản xuất đời sống.Vì thế tầm quan trọng của các hệ thống
dẫn động cơ khí rất lớn và việc sản xuất ra các thiết bị này là một công việc tất
yếu hiện nay.
Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí trong ngành cơ khí trong
nhà trường là môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí vận dụng kiến thức đã
học vào việc thiết kế một hệ thống truyền động cụ thể.Ngoài ra môn học này
còn giúp sinh viên củng cố các kiến thức các môn học liên quan,vận dụng khả
năng sáng tạo,tìm hiểu về các hệ thống,nắm vững các quá trình thiết kế để có thể
vận dụng vào thiết kế các hệ thống cơ khí khác và hoàn thành tốt đồ án môn học
này sẽ tạo điều kiện cho sinh viên thực hiện tốt luận án tốt nghiệp sau này.
Trong quá trình thưc hiện đồ án môn học này,chúng em luôn được sự hướng
dẫn của thầy cô trong các bộ môn trong khoa Điện,Điện tử ,Cơ khí và Xây dựng
và đặc biệt thầy Nguyễn Hộ hoàn thành đồ án môn học này.Em xin cảm ơn sự
giúp đỡ của các thầy cô.
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
LỜI CẢM ƠN
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
………………………………………………………………………………………
…..
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
NHẬN XT CỦA GIẢNG VIN PHẢN BIỆN
……………..
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
……………..
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
……………..
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
……………..
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
MỤC LỤC:
Trang
3
Phần 1: Giới thiệu chung về đồ án thiết kế hệ thống dẫn động băng tải
1.1. Phân tích nhiệm vụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2. Xác định các yêu cầu kỹ thuật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3. Nhiệm vụ phải làm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4. Lập kế hoạch thực hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5. Xây dựng các phương án thiết kế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Phần 2: Tính toán và thiết kế
Chương I: Tính toán chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền . . . . . . . . 8
I.1. Chọn động cơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
I.2. Phân phối tỉ số truyền . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Chương II: Tính toán thiết kế các chi tiết truyền động . . . . . . . . . . . . 10
II.1. Thiết kế bộ truyền xích. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
II.2. Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
II.3. Thiết kế Trục – Then – Khớp nối . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
II.3.1. Thiết kế Trục – Then . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
A. Thiết kế trục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
B. Chọn then . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
II.3.2. Chọn khớp nối . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
II.4. Tính toán và chọn ổ lăn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
II.5. Chọn các chi tiết phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
II.6. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Bảng dung sai lắp ghép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Tài liệu kham khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
TI LIỆU THAM KHẢO
1/Đặng Chất,Lê Văn Uyển-Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí(tập I và II)
–NXB Giáo dục.
2/ Nguyễn Hữu Lộc-Chi tiết máy-NXB đại học Quốc gia.
3/ Trần Hữu Quế-Vẽ cơ khí(tập 1 và 2)-NXB Giáo dục.
4/Nguyễn Thanh Nam-Phương pháp thiết kế kỹ thuật- NXB đại học Quốc gia.
5/Ninh Đức Tốn,Nguyễn Thị Xuân Bảy-Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo
lường-NXB Giáo dục.
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- Phần 1:Giới thiệu chung về đồ án thiết kế hệ thống băng
tải.
1.1 Phân tích nhiệm vụ:
*Gồm các yêu cầu sau:
+Xác định yêu cầu kỹ thuật.
+Phân tích ý tưởng và chọn phương án thiết kế.
+Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.
+Tính toán thiết kế các chi tiết(bộ truyền ngoài và hộp giảm tốc).
+Thiết kế kết cấu,vẽ phác.
+Thực hiện bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết.
+Tổng hợp đồ án và thuyết minh.
1.2 Yêu cầu kỹ thuật:
-Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải gồm:
1. Động cơ điện 3 pha không đồng bộ.
2. Hệ thống truyền động cơ khí.
3. Tang chủ động của băng tải.
*Số liệu ban đầu:
-Lực vòng trên băng tải:F = 3000(N)
-Vận tốc băng tải :v =1(m/s)
-Đường kính tang : D = 320 (mm)
-Thời gian phục vụ : 5 (năm)
-t1 = 15 (giây) -T1 = T
-t2 = 48 (giây) -T2 = 0,85T
-t3 = 0 -T3 = 0
Sô ñoà i troï g
taû n
* Yêu cầu thiết kế:
+Kích thước nhỏ gọn,phù hợp với không gian làm việc.Đảm bảo sức bền.
+Vận hành an toàn ,dễ sử dụng,sữa chữa,bảo trì lắp ráp …
+Thiết kế có tính kinh tế, phù hợp với điều kiện sản xuất hiện có.
1.3 Xây dựng các phương án thiết kế:
SVTH: Phan Đình Quang 3
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
1.3.1 Ý tưởng thiết kế:
a. Động cơ + bộ truyền trong + bộ phận công tác:Bộ truyền trong (kín) thường
dùng hộp giảm tốc.
Ưu điểm:Các cơ cấu nằm trong nắp hộp được che kín nên tránh được bụi
bẩn,hiệu suất làm việc cao.
Khuyết điểm:Hộp giảm tốc lớn vì tỉ số truyền chỉ phân phối cho bộ truyền
trong. Nên bố trí cồng kềnh và đắt tiền.
*Nhận xét:Không nên sử dụng bộ truyền trong để làm phương án truyền động.
b. Động cơ + bộ truyền ngoài + bộ phận công tác:Bộ truyền ngoài (hở): dùng
bộ truyền xích hoặc bộ truyền đai,bộ truyền động bánh răng rất ít dùng.
*Nhận xét:Bộ truyền ngoài truyền chuyển động trực tiếp từ động cơ đến bộ
phận công tác nhưng phương án này không phù hợp,bộ truyền ngoài có tuổi thọ
kém,tỉ số truyền bị thay đổi khi quá tải.Không nên dùng bộ truyền ngoài trực
tiếp.
c. Phối hợp: Động cơ + bộ truyền ngoài + bộ truyền trong + bộ phận công
tác.
Động cơ + bộ truyền trong + bộ truyền ngoài + bộ phận công
tác.
Ưu điểm:Hộp giảm tốc nhỏ gọn vì tỉ số truyền được phân phối đều cho cả
bộ truyền trong và bộ truyền ngoài.
*Nhận xét:Nên chọn phương án này làm phương án thiết kế.
1.3.2 Xây dựng phương án thiết kế:
a. Bộ truyền ngoài:
* Bộ truyền đai:
Ưu điểm:Có thể truyền giữa các trục ở khoảng cách xa (> 15m). Tính chất
đàn hồi cao,có thể trượt khi làm việc quá tải.Độ dẻo dai cao,truyền động êm
nên làm việc không gây ồn,thích hợp truyền động lớn.Vận tốc truyền động của
đai lớn.Kết cấu đơn giản,không cần bôi trơn.
Khuyết điểm:Phải căng đai trước khi làm việc,kích thước bộ truyền đai
lớn.Tỉ số truyền thay đổi được khi bị trượt đai.Tải trọng tác dụng lên các trục
và ổ lớn (từ 2 đến 3 lần bánh răng).Tuổi thọ kém (từ 1000 đến 1500 giờ).
* Bộ truyền xích:
Ưu điểm:Không trượt,hiệu suất làm việc cao.Làm việc không phải căng
xích,kích thước nhỏ hơn bộ truyền đai.Truyền động được nhờ sự ăn khớp giữa
dây xích và bánh xích,có thể cùng lúc truyền chuyển động và công suất cho
nhiều bánh xích bị dẫn.Có thể dùng bộ truyền xích để thay đổi tốc độ(tăng hoặc
giảm tốc độ).Khả năng tải và hiệu suất làm việc cao hơn truyền động đai.
Khuyết điểm:Bộ truyền xích làm việc ồn và gây tải trọng phụ.Phải kiểm tra
hệ thống bôi trơn thường xiêng.Khi bôi trơn không đảm bảo và môi trường làm
việc nhiều bụi bẩn thì xích nhanh bị hư.Dễ bị mòn bánh xích,răng và bản lề,dễ
đức xích khi làm việc quá tải.
b. Hộp giảm tốc:
* Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp dạng khai triển:
Ưu điểm:Kết cấu hộp giảm tốc đơn giản.
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
Khuyết điểm:Bánh răng bố trí không đều trên các trục nên lực phân bố không
đều.Kích thước hộp giảm tốc lớn.
*Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục:
Ưu điểm:Kích thước hộp giảm tốc theo chiều dài nhỏ nên hộp giảm tốc này
nhỏ hơn các loại khác.Làm việc chắc chắn.
Khuyết điểm:Hạn chế khả năng chọn phương án vì bố trí chiều ngang rộng.
Kết cấu hộp giảm tốc phức tạp,khó bôi trơn các ổ trong vỏ hộp.Khả năng tải
cấp nhanh chưa dùng hết.
*Hộp giảm tốc cấp chậm phân đôi:
Ưu điểm:Tải trọng phân bố đều trên các trục. Sử dụng tối đa khả năng tải
hai cặp bánh răng.Mô men xoắn trên các trục trung gian nhỏ chỉ bằng một nửa
mô men xoắn cần truyền.Tập trung ứng suất ít hơn hộp giảm tốc bánh răng trụ
hai cấp dạng khai triển do bánh răng và ổ bố trí đối xứng.
Khuyết điểm:Cấu tạo hộp giảm tốc phức tạp do bánh răng cấp chậm lớn.
Bề rộng hộp giảm tốc lớn.
*Hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ:
Ưu điểm:Truyền động được cho hai trục chéo nhau.Bố trí gọn hơn so với
các hộp giảm tốc khác.
Khuyết điểm:Ap lực phân bố không đều trên các răng.Hiệu suất truyền động
kém (so với bộ truyền bánh răng trụ chỉ bằng 0,85).Kích thước bánh răng
lớn.Bánh răng côn khó chế tạo.
1.4 Chọn phương án thiết kế:
* Chọn bộ truyền ngoài: Chọn bộ truyền xích làm phương án thiết kế bộ
truyền ngoài.Vì kết cấu bộ truyền xích có kết cấu nhỏ gọn,vận tốc băng tải
nhỏ nhưng lực kéo lớn thích hợp dùng bộ truyền xích.
* Chọn hộp giảm tốc:Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục
làm phương án thiết kế hộp giảm tốc.hộp giảm tốc này mục đính hạn chế về
chiều dài.
Phương án thiết kế:Động cơ + hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng
trục + bộ truyền xích + băng tải.
*Sơ đồ động hệ dẫn động băng tải:
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
Phần 2: Tính toán và thiết kế:
Chương I.Tính toán chọn động cơ và phân phối tỉ số
truyền.
I.1 Chọn động cơ:
Công suất làm việc khi tải trọng thay đổi theo bậc,ta có:Pt = Ptđ
2 2
T T
Ptđ =
∑ Pi 2 .t i
=
n ∑ Ti 2 .t i = n.T ∑ Ti t i = F .v ∑ Ti t i
∑t 9,55.10 6 ∑t . .
i i
9,55.10 6 ∑ ti 1000 ∑ ti
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
3000.1 1 .15 + 0,85 .48 + 0
2 2
Ptđ = = 2,664 kW
1000 15 + 48 + 0
Pt
Công suất động cơ cần thiết:Pct = kW
η
Với η hiệu suất truyền động,η = η ol .η br .η x .η k
4 2
Trong đó:
η ol = 0,99 hiệu suất ổ lăn được che kín.
η br = 0,96 hiệu suất một cặp bánh răng trụ răng nghiêng được che kín.
η x = 0,95 hiệu suất bộ truyền xích được che kín.
η k = 0,99 hiệu suất khớp nối bù.
=> η = 0,99 4.0,96 2.0,95.0,99 = 0,83
Pt 2.664
Pct = = = 3,209 kW
η 0,83
Số vòng quay sơ bộ:nsb = nlv.ut = nlv.uh.un
60000.v 60000.1
Với nlv số vòng quay làm việc,nlv = = = 59 ,71vòng/phút
π .D π .320
Chọn tỉ số truyền chung:ut = un.uh =10.2,5 = 2
uh- tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ,uh = 8 ÷ 40 .
un- tỉ số truyền bộ truyền ngoài,un= ux = 2 ÷ 5 .
⇒ nsb = 33,42.12.2= 1492,75 vòng/phút
* Chọn số vòng quay sơ bộ: nđc = nsb =1500 vòng/phút
Pñc ≥ Psb
* Điều kiện chọn động cơ:
n ñc ≈ n sb
Theo phụ lục P.1.3,tài liệu tính toán và thiết kế HTTĐCK-Đặng Chất-NXB
Giáo dục chọn động cơ 4A100L4Y3 với Pđc = 4 kW và nđc = 1420 vòng/phút,
Tk
=2
Tñm
I.2 Phân phối tỉ số truyền:
n ñc 1420
Tỉ số truyền chung của hệ:ut = = = 23,78
nlv 59,71
Công suất làm việc: PIV = Plv = Ptđ = 2,664kW
Plv 2,664
PIII = = = 2,83kW
η ol .η x 0,99.0,95
PIII 2,83
PII = = = 2.,98kW
η ol .η br 0,99.0,96
PII 2,98
PI = = = 3,14kW
η ol .η br 0,99.0,96
ut 23,78
Tính tỉ số truyền trong hộp giảm tốc uh,chọn sơ bộ uh = = = 9,512
u ng 2,5
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
Vì hộp giảm tốc đồng trục:u1 = u2 = u = 3,084
Trong đó:u1,u2 là tỉ số truyền của cấp nhanh và cấp chậm.
Số vòng quay các trục: n I = nñc = 1420 vòng/phút
nI 1420
n II = = = 460,44
u 1 3,084 vòng/phút
n II 460,44
n III = = = 149.29
u2 3,084 vòng/phút
n III 149,29
n IV = = = 59,71 vòng/phút
ux 2,5
Pi
Mô men xoắn động cơ và các trục: Ti = 9,55.10 .
6
ni
Pñc 4
Tñc = 9,55.10 6. = 9,55.10 6 = 26901 Nmm
n ñc 1420
P 3,14
TI = 9,55.10 6. I = 9,55.10 6. = 21117 Nmm
nI 1420
P 2,98
TII = 9,55.10 6. II = 9,55.10 6. = 61808 Nmm
n II 460,44
P 2,83
TIII = 9,55.10 6. III = 9,55.10 6. = 181033 Nmm
n III 149,29
P 2,664
TIV = 9,55.10 6. IV = 9,55.10 6. = 426079 Nmm
n IV 59,71
Bảng thông số cho động cơ và các trục.
Trục Động I II III IV
Thông số cơ
Công suất P,kW 4 3,14 2,98 2,83 2,664
Tỉ số truyền u 9.512 3,084 3,084 2,5
Số vòng quay n,vòng/phút 1420 1420 460,44 149,29 59,71
Mô men xoắn T,Nmm 26901 21117 61808 181033 423079
Chương II. Tính toán và thiết kế các chi tiết truyền động.
II.1. Thiết kế bộ truyền xích:
1. Chọn xích tải:
Lực vòng băng tải F = 3000 N
Vận tốc băng tải v = 1 m/s
=> Chọn xích con lăn 3 dãy.Vì tải trọng nhỏ và vận tốc băng tải bé.Độ bền
mỏi cao,chế tạo ít phức tạp hơn xích ống.
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích:
a. Chọn số răng đĩa xích:
Với ux =2,5
Số răng đĩa nhỏ : Z1 = 29 – 2.u ≥ 19
⇔ Z1 = 29 – 2.2,5 = 24
Số răng đĩa lớn: Z2 = ux.Z1= 2,5.24 = 60
b. Xác định bước xích:
P.k .k n .k z
Công suất tính toán: Pt = ≤ [ P]
k d
Trong đó:
kz = Z01/Z1 = 25/Z1 = 1,04 hệ số răng.
kn = n01/n1 hệ số vòng quay.
n01 = 200 (vòng/phút) chọn theo bảng 5.5[1]
n1 = nIII =149,29 (vòng/phút)
⇒ kn = 200/149,29 = 1,34
k = k0.ka.kđc.kđ.kcđ ,tra bảng 5.6[1] ta được:
k0 = 1 đường nối hai tâm đĩa xích so với phương ngang nghiêng đến 600.
ka = 1 hệ số khoảng cách trục a= (30 . . . 50).p
kđc = 1 vị trí được điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích.
kđ = 1,3 tải trọng va đập.
kc = 1,25 băng tải làm việc hai ca.
kbt = 1,3 môi trường làm việc có bụi,bôi trơn đạt yêu cầu.
⇒ k = 1.1.1.1,2.1,25.1,3 = 1,95
kd hệ số phân bố không đều tải trọng,số dãy xích là 3 thì kd = 2,5.
P = PIII = 2,83 (kW) công suất cần truyền.
Công suất tính toán: Pt = 2,83.1,04.1,34.1,95/2,5 =3,08 kW
Tra bảng 5.5[1] với n01= 200 (vòng/phút) chọn bộ truyền xích 3 dãy có bước
xích p = 19,05 (mm) thõa điều kiện bền mòn Pt < [ P ] = 4,8 đồng thời tra bảng
5.8[1] ta có p < pmax
c. Chiều rộng xích răng:
Tra bảng 5.5[1]-tài liệu TTTKHDĐCK- Đặng Chất Bt = 17,75mm
d. Khoảng cách trục và số mắt xích:
Khoảng cách trục: a = (30 . . . 50).p
Chọn a = 40.p = 40.19,05 = 762 mm
2.a 1 1
Số mắt xích: x = + .( Z 1 + Z 2 ) + .( Z 2 − Z 1 ) 2 . p
p 2 4.π .a
2
2.762 1 1
⇔x= + .( 24 + 60 ) + ( 60 − 24) 2 .19,05 = 122,82
19,05 2 4.π .762
2
Lấy số mắt xích chẵn xc = 122 (số mắt xích phải chẵn),tính khoảng cách
trục a*:
a*= 0,25.p. xc − 0,5.( Z 2 + Z 1 ) +
[ xc − 0,5.( Z 2 + Z1 ) ] 2 − 2.[ ( Z 2 − Z1 ) / π ] 2
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
⇔ a * = 0,25.19,05.122 − 0,5.( 24 + 60 ) +
[122 − 0,5.( 24 + 60 ) ] 2 − 2.[ ( 60 − 24) / π ] 2
⇔ a = 754,04 mm
*
Để xích không chịu lực căng quá lớn,cần giảm bớt khoảng cách trục a:
∆ a = (0,002 . . . 0,004).a = 0,003.754,04= 2.,26 mm
Do vậy: a = a*- ∆ a = 752 mm
Số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây: i= z1.n1/(15.x) ≤ [ i ]
Trong đó: [ i ] số lần va đập cho phép,tra bảng 5.9[1] ta có [ i ] = 35 1/s
i = 24.149.29/(15.122) = 1,96 1/s < [ i ]
3. Kiểm nghiệm xích về độ bền:
a. Kiểm nghiệm quá tải theo hệ số an toàn:
S = Q/(kđ .Ft + F0 +Fv) ≥ [ S ]
Trong đó:
Q tải trọng phá hỏng,tra bảng 5.2[1]:Q = 108 kN
Khối lượng 1 mét xích: q1 =5,8 kg
kđ = 1,7 hệ số tải trọng ứng chế độ làm việc nặng
v = Z1.p.n1/60000 = Z1.p.nIII/60000 = 24.19,05.149,29/60000 = 1,14 m/s
Ft = 1000.P/v =1000.PIII/v =1000.2,83/1,14 = 2021 N
F0 = 9,81.kf.q.a = 9,81.4.5,8.0,752 =171,15 N
kf = 4 bộ truyền nghiêng 1 góc < 600
Fv = q.v2 = 5,8.1,142 = 7,54
Do đó: S = 108.103/(1,7.2021 + 171,15 + 7,54) =29,88
Tra bảng 5.10[1]với n = 200 vòng/phút thì [ S ] = 8,2
Vậy S > [ S ] nên bộ truyền xích bảo đảm đủ bền.
b. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích:
σ H = 0,47. k r .( Ft .K ñ + Fvñ ).E /( A.k d ) ≤ [σ H ]
1
Trong đó: [σ H ] ứng suất tiếp xúc cho phép,tra bảng 5.11[1] [σ H ] = 600 Mpa
E = 2,1.105 Mpa
A = 106 mm2 diện tích chiếu mặt tựa bản lề của con lăn.
kd =2,5 dùng cho xích 3 dãy,hệ số tải trọng không đều.
Z1 = 24 ⇒ kr = 0,432
Fvđ :lực va đập trên 1 dãy xích
Fvđ = 13.10-7.n1.p3.m = 13.10-7.149,29.19,053.3 = 4,025
Kđ = 1,3
⇒ σ H 1 = 0,47. 0,432.( 2021.1,3 + 4,025).2,1.10 5 /(106.2,5)
⇒ σ H 1 =446 Mpa
Và σ H 1 = σ H 2
Chọn thép 45 tôi cải thiện có ứng suất tiếp cho phép [σ H ] = 600 MPa và
đạt độ rắn HB210,bảo đảm độ bền tiếp xúc cho răng hai đĩa.
4. Các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục:
a. Đường kính đĩa xích:
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
Đường kính vòng chia của đĩa xích được xác định:
d1 = p/sin( π /Z1) =19,05/sin(180/24) = 145,94 mm
d2 = p/sin( π /Z2) = 19,05/sin(180/60) = 363,99 mm
da1 = p.(0,5 + cotg(180/Z1)) = 19,05.(0,5 + cotg(180/24)) = 154,22 mm
da2 = p.(0,5 + cotg(180/Z2)) = 19,05.(0,5 + cotg(180/60)) = 373,02 mm
Với r = 0,502.dI + 0,05 = 0,502.11,91 + 0,05 = 6 mm
Tra bảng 5.2[1] dI = 11,91 mm
r=0,5025. dI+0,05=0,5025.11.91+0,05=6,03 mm
df1 = d1 – 2.r = 145,94 -2.6 = 133,94 mm
df2 = d2 – 2.r = 364 – 2.6 = 352 mm
b. Lực tác dụng lên trục:
FR = kx.Ft = 6.107.kx.P/Z.p.n
kx =1,15 hệ số trọng lượng xích khi nghiêng 1 góc < 400
Ft lực vòng
FR = 1,15.2021 = 2324,15 N
II.2 Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng:
1. Chọn vật liệu:
Từ các thông số ban đầu thống nhất hai cấp bánh răng chọn cùng vật liệu:
Bánh răng nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB241...285(chọn
HB260),tra bảng 6.1[1] ta có b1 = 850MPa, ch1 = 580MPa.
Bánh răng lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ cứng HB241...285(chọn
HB255),tra bảng 6.1[1]ta có b2 = 850MPa, ch2 = 580MPa.
2. Xác định ứng suất cho phép:
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
- ĐAMH thiết kế hệ thống truyền động cơ khí GVHD: Nguyễn Hộ
Xác định ứng suất tiếp và ứng suất uốn cho phép:
[H] = (0Hlim/ SH). ZR.ZV.KXH.KHL
[F] = (0Flim/ SF).YR.YS.KXF.KFC.KFL
Trong đó:Sơ bộ chọn ZR.ZV.KXH =1
YR.YS.KXF =1
0
Hlim ứng suất tiếp xúc cho phép với số chu kỳ cơ sở.
0
Flim ứng suất uốn cho phép với số chu kỳ cơ sở.
Tra bảng 6.2[1] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180…350
0
HLim = 2HB + 70(Mpa); SH =1,1; 0Flim =1,8.HB(Mpa); SF =1,75
Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:
Bánh răng nhỏ: 0
HLim1 = 2.260 +70 = 590 MPa.
0
FLim1 = 1,8.260 = 468 MPa.
Bánh răng lớn: 0
HLim2 = 2.255 + 70 = 580 MPa.
0
FLim2 = 1,8.255 = 459 Mpa.
2.4
Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc:NHO=30. H HB
NHO1=30.(260)2.4=1,87.107
NHO2=30.(255)2.4=1,7.107
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất uốn:NFO=4.106
Số chu kỳ thay đổi khi thử ứng suất tương đương:
3
T
NHE = 60 cntΣ = 60.c. ∑ i
T .ni .t i
max
mF
T
NFE= 60 cntΣ = 60.c. ∑ i
T .ni .Ti
max
mF:bậc đường cong mỏi khi thử về uốn,mF =6 khi HB < 350
c:số lần tiếp xúc trong một vòng quay,c = 1
n:số vòng quay trong một phút.
tΣ :tổng số thời gian làm việc, tΣ = 7.365.16 = 40880 giờ (làm việc 2 ca)
Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương 2 bánh:
SVTH: Phan Đình Quang
:Nguyễn Đức Thành
nguon tai.lieu . vn