Xem mẫu
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ
*** ***
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC
GVHD : Th.s Phạm Đức Dũng
̣ ̣
SV : Pham Công Đinh
Lớp : DH09CC
MSSV : 09119009
T.p Hồ Chí Minh 11/2012
Đề bài cho:F= 12kN, v=0.4m/s , D=0.45m=450mm.
Hình vẽ:
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
• Trong đó :
Động cơ điện
1 :
Khớp nối
2 :
Hộp giảm tốc trục vít 1 cấp
3 :
Khớp nối chữ thập
4 :
Cặp bánh răng hở
5 :
Bộ phận công tác
6 :
Thời hạn làm việc: 6 năm.
Hệ số làm việc ngày: Kngày = 0,3.
Hệ số làm việc năm: Knăm = 0,6.
Tài liệu tham khảo:
[1].Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1; tác giả Trịnh Chất- Lê Văn Uyển.
[2].Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 2; tác giả Trịnh Chất- Lê Văn Uyển.
[3].Cơ sở thiết kế máy; tác giả Nguyễn Hữu Lộc.
Phần 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I/CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN:
1.Xác định công suất cần thiết của động cơ:
Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ xác định theo công thức:
Trong đó :
Công suất của bộ phận công tác Pct:
Số vòng quay trên trục công tác nct :
Theo công thức (2.16) ta có.
(vg/ph)
Moment tải
Moment tải trung bình :
Pct =3.26 (kW)
Hiệu suất hệ dẫn động η :
Theo công thức (2.9) :
Trong đó η1,η2,η3… là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn
động.
Theo đề bài thì :
: hiệu suất của khớp.
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
: hiệu suất bộ truyền trục vít.
: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ để hở
:hiệu suất một cặp ổ lăn.
Tra bảng (2.3), ta được các hiệu suất :
vậy0.69
Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ là :
(kW)
2. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ điện:
Số vòng quay trên trục công tác nct :
Theo công thức (2.16) ta có:
Tỷ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động
Trong đó :
utv là tỉ số truyền của truyền động trục vít hộp giảm tốc 1 cấp.
ubrh là tỉ số truyền của truyền động bánh răng trụ để hở .
Theo bảng 2.4 .
utv= 30
ubrh= 5
Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ nsb
Theo công thức (2.18) ,ta có
(vg/ph)
Số vòng quay đồng bộ
(vg/ph)
Trong đó :
f : tần số của dòng điện xoay chiều ( thường sử dụng f = 50 Hz )
p : số đôi cực ( chọn p = 1 )
3. Chọn động cơ:
Ta có: Pyc = 4.91 (kW)
nsb= 2550 (vg/ph)
ndb = 3000 (vg/ph )
Chọn động cơ.
Tra bảng P1.3 ta chọn được loại động cơ 4A100L2Y3 (Liên Xô chế tạo) có các
thông số sau :
Pdc = 5.5 kW
nđc =2880 vg/ph
Khối lượng: 42 kg
Đường kính trục động cơ : ddc = 42 mm (tra bảng 1.7)
Kiểm tra động cơ đã chọn :
Theo điều kiện 2.6 : (thỏa)
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
Theo điều kiện 2.19 : (thỏa)
II) PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:
Phân bố tỷ số truyền
1.
Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động được xác định theo công thức (3.23)
Theo công thức (3.24) ta có
Ta chọn ubrh= 5
Chọn =35
Xác định công suất, momen, số vòng quay trên các trục.
2.
Công suất trên các trục
a.
Trên trục công tác ( trục IV)
PIV = Pct= 3,26 (kW)
Trên trục III
Trên trục II
Trên trục I ( trên trục động cơ )
Moment xoắn trên các trục
b.
Trục I
(N.mm)
Trục II
(N.mm)
Trục III
(N.mm)
Trục IV
(N.mm)
- BẢNG CÁC THÔNG SỐ:
ĐỘNG CƠ I II III IV
Trục
Thông số
5.5 4,69 4,67 3,48 3,26
Công suất P (kW)
1 33.9 1 5
Tỷ số truyền u
2880 2880 85 85 17
Số vòng quay n (vg/ph)
1061,43 39119,14 52420,95 263421,89
Moment xoắn M (Nmm)
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
PHẦN II. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT
1.Chọn vật liệu:
Tính sơ bộ vận tốc trượt: Theo công thức 7.1[1]
Tra bảng: 7.2 Ta chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh không thiếc và đồng thau. Cụ
thể là dùng đồng thanh nhôm sắt БpA Ж 9-4 đúc bằng khuôn li tâm . Vì tải trọng là
trung bình →chọn vật liệu làm trục vít là thép C45,tôi bề mặt đạt độ rắn HRC=45. Bề
mặt ren được mài,đánh bóng.
Tra bảng 7.1[1] ta được:
Ứng suất tiếp xúc cho phép
Dùng nội suy ta được :
2.Xác định ứng suất cho phép:
Bộ truyền làm việc một chiều:
=0,25.400+0.08.200 =116(Mpa)
Hệ số tuổi thọ:
Trong đó:
= 60
Trong đó :
ni : số vòng quay
ti : tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
T2: momen xoắn trục bánh vit
Trong đó: L = 6 năm ( số năm làm việc)
3.Hệ số tuổi thọ :
KFL = : theo công thức 7.9
Chu kì thay đổi ứng suất tương đương:
NFE= 60n2iti
Trong đó :
ni : số vòng quay
ti : tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét
T2: momen xoắn trục bánh vit
NFE = 60*n2 niti = 60n2ti
Mà: 6.365.0.25.0.65.24 = 8541h
Trong đó L số năm làm việc
ti =
Vy :NFE = 60.n2.8541.0,414 = 5.3
=> KFL = = 0.83
Theo công thức 7.6 [1] ta có:
[ ] = [ ]* KFL = 116 * 0.83 = 96.28MPa
Từ công thức 7.14[1]
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải :
4.Tính toán thiết kế bộ truyền:
a.Tính toán thiết kế
Với tỉ số truyền
Chọn sơ bộ KH = 1,2
Tính sơ bộ hệ số đường kính trục vít q theo công thức thực nghiệm:
q = 0,28*z2 = 0,28*35 =9.8
Vậy chọn Hệ số đường kính q =10 tra bảng 7.3[1]
Theo công thức 7.16[1]
Chọn
Môdun của trục vít là công thức 7.17[1]:
Chọn m = 6.3 theo tiêu chuẩn.
Tính chính xác lại
Chọn
Hệ số dịch chỉnh:
Thỏa mãn điều kiện dịch chỉnh - 0,7
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
Ðiều kiên về độ bền tiếp xúc được thỏa mãn.
Vậy không cần chọn lại vật liệu.
Hiệu suất bộ truyền trục vít ( công thức 7.22[1]):
theo nội suy
c.Kiểm nghiệm rãng bánh vít về độ bền uốn:
Trong đó:
Tra bảng 7.8[1] thu được
Vậy ứng suất sinh ra là:
Ðiều kiên về độ bền uốn được thỏa mãn.
5.Tính lực tác dụng lên trục
Lực vòng trên bánh vít có trị số bằng lực dọc trục trên trục vít
Lực vòng trên trục vít có trị số bằng lực dọc trục trên bánh vít
Lực hướng tâm trên trục vítcó trị số bằng lực hướng tâm trên bánh vít
[1]
Chọn góc ăn khớp
6.Bảng thông số
Thông số cơ bản
Số ren trục vít 1
Số răng bánh vít 35
Tỉ số truyền thực tế u 35
Môdun m 6.3 mm
Hệ số đường kính q 10 mm
Hệ số dịch chỉnh x -0.28 mm
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
Góc vít 6 rad
Vận tốc trượt 0.26 m/s
Hiệu suất bộ truyền hs 77 %
Mô men xoắn trên trục bánh vít 391191 Nmm
Cấp chính xác 8
Thông số hình học
Khoảng cách trục 140 mm
Đường kính vòng chia trục vít 63 mm
Đường kính vòng chia bánh vít 220.5 mm
Đường kính vòng đỉnh trục vít 75.6 mm
Đường kính vòng đỉnh bánh vít 229.6 mm
Đường kính vòng đáy trục vít 47.88 mm
Đường kính vòng đáy bánh vít 201.85 mm
Đường kính ngoài bánh vít 242.2 mm
Chiều dài phần cắt ren trục vít 56.7 mm
Chiều rộng bánh vít 57 mm
Độ
Góc ôm 51.88
PHẦN III. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
THẲNG
1.Chọn vật liệu:
Theo bảng 6.1[1] chọn:
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180…350 chọn HB=225
σb = 750MPa
σch = 450Mpa
Bánh lớn: thép 45 tôi cai thiên đạt độ rắn HB 180…350 chọn HB=210
̉ ̣
σb = 600 MPa
σch = 340Mpa
Xác định ứng suất cho phép :
a.
Theo bảng 6.2 [1] đối với thép 40 tôi cải thiện :
Giới hạn mỏi tiếp xúc :
Hệ số an toàn tiếp xúc :
SH = 1.1
Giới hạn bền uốn :
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
Hệ số an toàn uốn :
SF = 1,75
b.Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :
Theo CT6.5 [1] :
Chọn sơ bộ
Theo CT6.1a [1] :
Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng :
Số thay đổi chu kì ứng suất tương đương :
Chọn sơ bộ : KFL2 = 1
: KFL1 = 1
Theo CT6.2a [1] với bộ truyền quay 1 chiều KFC = 1,ta được :
d.Ứng suất quá tải cho phép :
Theo CT6.13 và CT6.14 [1] :
2.Thiết kế bộ truyền
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
Theo CT6.15a [TL1] :
Theo bảng 6.6 [TL1] chọn : (vị trí bánh răng đối xứng đối với các ổ trong hộp giảm
tốc)
Theo bảng 6.5 [1] với răng thẳng chọn : Ka =49,5
Theo CT6.16 [1] :
Do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:
(sơ đồ 5)
Lấy aw2 = 278 (mm)
b. Xác định các thông số ăn khớp :
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
Theo CT6.17 [1] :
(mm)
Theo bảng 6.8 [1] chọn môđun pháp : m = 5 (mm)
Theo CT6.31 [1] :
Số răng bánh nhỏ :
Chọn Z1 = 19 răng
Số răng bánh lớn :
z2 = u1.z1 = 5.19 = 95
tỉ số truyền thực :
Tính lại aw :
w
Chọn a = 285 mm
Do đó không cần dịch chỉnh.
Theo CT6.27 [1] : góc ăn khớp :
3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo CT6.33 [TL1] :
Theo bảng 6.5 [TL1] : Zm = 274 Mpa1/3
Theo CT6.34 [TL1] :
Với bánh răng thẳng : theo CT6.36a [1] :
Với
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
Theo CT6.40 [1] :
Theo bảng 6.13 [1] : chọn cấp chính xác 9.
Do đó theo bảng 6.16 [1] : chọn g0 = 82.
Theo CT6.42 [1] :
Với (theo bảng 6.15 [1])
Do đó
Với (mm)
Theo bảng 6.14 [1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 mm :
Theo CT6.33 [TL1] :
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
MPa
Theo CT6.1 [1] với v = 0,423 m/s ; Zv = 1
với cấp chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó cần
gia công đạt độ nhám Ra = 1,25 . . . 0,63
do đó ZR = 1
Với da< 700 mm ; KxH = 1
Do đó theo CT6.1 và CT6.1a [TL1] :
MPa
thỏa mãn điều kiện bền
4.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
Theo bảng 6.7 [1] :
Theo bảng 6.14 [1] : với v < 2,5 m/s và cấp chính xác 9 :
Đối với bánh răng thẳng chọn
Theo CT6.47 [1] :
Trong đó theo bảng 6.15 [TL1] :
theo bảng 6.16 [TL1] :
Do đó theo CT6.46 [TL1] :
Do đó :
Với :
Với bánh răng thẳng :
Số răng tương đương :
Theo bảng 6.18 [1] dùng nội suy ta được :
Với m = 5 mm
(bánh răng phay)
(mm)
Do đó theo CT6.2 [TL1] và CT6.2a [TL1] :
MPa
MPa
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên :
Mpa
MPa
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
thỏa mãn điều kiện bền uốn.
5.Kiểm nghiệm răng về quá tải :
Theo CT6.48 [TL1] : với
MPa < MPa
Theo CT6.49 [TL1] :
MPa < MPa
MPa < MPa
thỏa mãn điều kiện quá tải
6. Các thông số kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục aw =285 mm
Mô đun pháp m = 5mm
Chiều rộng vành răng bw = 142.5 mm
Tỉ số truyền um = 5
Góc nghiêng của răng
Số răng bánh răng Z1 = 19
Z2 = 95
Hệ số dịch chỉnh x1 = 0
x2 = 0
Đường kính vòng chia mm
mm
Đường kính vòng lăn
Đường kính đỉnh răng mm
mm
Đường kính đáy răng mm
mm
7.Tính các lực trong bộ truyền bánh răng.
PHẦN IV. THIẾT KẾ TRỤC
1 .Chọn vật liệu
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C40XH tôi có HRC 50 (bảng 6.1[1] ) có
.
Ứng suất xoắn cho phép
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
2 .Xác định sơ bộ đường kính trục
Theo công thức 10.9[1]
Trong đó:
T- Môment xoắn , Nmm
-Ứng suất xoắn cho phép,Mpa Lấy =20 Mpa
Trục động cơ:
Mômen cần truyền :
Đường kính trục động cơ: tra bảng phụ lục 1.7[1]
Trục I (trục trục vít) : Vì trục I nối với động cơ qua khớp nối nên đường kính sơ bộ
của trục I là:
nên ta chọn
Với d1 = 30 chon b0I = 19 mm (tra bảng 10.2[1])
Trục II( Trục bánh vít):
Chọn
Tra bảng 10.2[1]
Với thì chiều rộng ổ lăn.
3 .Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:
a.Trị số các khoảng cách
k1 = 10 (mm) : khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của
hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay.
: khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp.
k2 = 8 (mm)
: khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ
k3 = 10 (mm)
: chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông
hn = 15 (mm)
Trục I:
Đường kính ngoài bánh vít =190 mm
+l11= (0,9..1)Dam2 = 171..190 chọn l11 =180mm
với :
-
Trục II
Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh vít:
-
-
-
- Đồ án chi tiết máy Đề số 4-
phương án 7
-
-
-
nguon tai.lieu . vn
