Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Đồ án môn học Chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động băng tải
Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Phần 1: Chọn động cơ Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện: 1) Xác định công suất cần thiết :Pct= tPTrong đó: Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW). là hiệu suất truyền động. - Hiệu suất truyền động: =K 4o2BR.XTrong đó: o là hiệu suất của một cặp ổ lăn. BR là hiệu suất của bộ truyền bánh răng .X là hiệu suất của bộ truyền xích . Klà hiệu suất nối trục di động Theo bảng (2.3) ta có : o = 0,99 ; BR = 0,97 ; X = 0,93 ;K= 0,99 Thay số: = 0,99. 0,994 . 0,972. 0,93 = 0,83- Tính pt : + Trớc hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ ts = 02121ttttt+++.100 = 45,12 +.100 = 87,5 ts > 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì Pt= Ptd Ptd= 21222121ttt.Pt.P++ +Xác định P1 , P2 : P1 = 4,810005,1.56001000.==dVF(kw) Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 4 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế 5,012121==TTPP P2 = 0,5P1 Ptd= 8,4 5,125,1.5,022++ = 7 (kw) - Công suất cần thiết : Pct =83,07=tP= = 8,43(kw)2) Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện: - Tính số vòng quay của trục tang : nlv =450.14,35,1.1000.60 1000.60=DVd= 64 (v/p)- Tỉ số truyền của cơ cấu : Ut = hnU.U Uh: tỉ số truyền hộp giảm tốc. Un: tỉ số truyền bộ truyền ngoài.- Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ : Un = 2,2 Uh = 10 Ut = 10 . 2,2 = 22 - Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv. Ut Trong đó: nsb là số vòng quay đồng bộ nlv là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang Ut là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống- Thay số : nsb = 22.64 = 1408 (v/p) 3) Chọn quy cách động cơ:- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : ndb= 1500 (v/ph) Ta có : Pct = 8,43 (kw) nsb = 1408 (v/ph) =dnmmTT 1,4Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 5 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế - Dựa vào các thông số trên và phụ lục 1-3 ta chọn động cơ có ký hiệu : 4A132M4Y3 có : Pdc = 11 kw ndc = 1458 v/ph dnmmTT = 2 phần 2: phân phối tỉ số truyền Xác định tỉ số truyền động Ut của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục: 1) Xác định tỷ số truyền Ut của hệ thống dẫn động: Ut = lvdcnnTrong đó: ndc là số vòng quay của động cơ. nlv là số vòng quay của trục tang.Thay số Ut =641458= 22,8 2) Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động Ut cho các bộ truyền :Ut=Un.Uh Ta có hộp giảm tốc bánh răng trụ phân đôi,do đó chọn Uhtrớc sau đó tính Un Uh= U1.U2 Theo bảng 3-1 ứng với Uh= 10 ta có : U1 = 3,58 U2= 2,79 U1: tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh. U2: tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm. Un= 21.UUUt = 79,2.58,38,22 = 2,28 3) Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :+ Trục I : P1= Pct.99,0.99,0.43,8 1=Ko= 8,26 (kw) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 6 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế n1 = ndc = 1458 (v/ph)===145826,8.10.55,9.10.55,961161npT 54104 (Nmm) + Trục II : P=== 99,0.97,0.26,8 1Br21oP 7,93(kw) n( )phvun/40758,31458112=====40793,7.10.55,962T 186072 (Nmm) + Trục III : P62,799,0.97,0.93,7 BR23===olP(kw) n3= 79,240722=un = 146 (v/ph) 1467,62.9,55.10np.9,55.10T63363== =498432 (Nmm)- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:TrụcThông sốĐộng cơ 1 2 3Công suất P( )kw8,43 8,26 7,93 7,62Tỷ số truyền U 3,58 2,79 2,28Số vòng quay n( )p/v1458 1458 407 146Mô men xoắn T(Nmm)54104 186072 498432 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 7 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Phần 3: Thiết kế các bộ truyền.I- Chọn vật liệu:- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng nh nhau . Theo bảng 6-1 chọnBánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có HB = 241285 lấy giá trị HB =250 ; ( )Mpa8501b= ; ( )Mpa5801ch= Bánh lớn : Để tăng khả năng chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt răng nhỏ hơn từ 1015HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện cóHB = 192240 lấy giá trị HB =235 ; =2b750Mpa ; =2ch450MpaII- Xác định ứng suất cho phép:- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :70HB20limH+= ; 1,1SH= ; HB8,10limF= ; 75,1SF=- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=250 ; độ rắn bánh lớn HB2=235 ( )MpaHBH57070250.2702101lim=+=+=( )MpaHBF450250.8,1.8,1101lim===( )MpaHBH54070235.2702202lim=+=+=( )MpaHBF423235.8,1.8,1202lim===- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc Theo 6-5 N4,2HB0HH30= thay số N74,2110.7,1250.30 ==Ho ; N74,2210.47,1235.30 ==Ho- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn N6Fo10.4= với tất cả các loại thép- Do bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nênNHE = 60.C.(Ti/Tmax)3.ni. t NFE = 60.C.(Ti/Tmax)mF.ni. tTrong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.n là số vòng quay trong một phút.tlà tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.Thay số NHE1 = 60.1[(1)3.407.3600 + (0,5)3.146.2700] = 9,1.107. NHE1 > NHO1 KHL1 =1 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 8 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế N2HE= 11uNHE = 58,310.1,97 = 2,5.107. NHE2 > NHO2 KHL2 =1 áp dụng công thức 6-1a tập 1 [ ]HHL0limHHSK. =Sơ bộ xác định đợc :[ ]( )MpaH5181,11.5701==[ ])(4911,11.5402MpaH== Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng : [H] = [ ] [ ]221HH+= 2491518 + = 504,5 (Mpa) < 1,25[H]2Cấp chậm sử dụng bánh răng trụ răng thẳng : [ ]H = [ ]2H = 491 (Mpa) - Tính : NFE = 60.C.(Ti/Tmax)6.ni.tI NFE1 = 60.1[(1)6.407.3600 + (0,5)6.146.2700] = 8,8.107. NFE1 > N1FO KFL1 = 1 N2FE = 11uNFE = 58,310.8,87 = 2,45.107 N2FE > NFO KFL2 = 1 - Động cơ làm việc 1 chiều KFC = 1Theo 6-2a [ ]FFL.FC0limFFSKK. =Sơ bộ xác định đợc : [ ]( )[ ]( )MpaMpaFF7,24175,11.1.53025775.11.1.57021==== - ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải [ ]( )[ ]( )[ ]( )[ ]( )MpaMpaMpaMpachFchFchHchH360450.8,0.8,0464580.8,0.8,01260450.8,2.8,21624580.8,2.8,222max21max12max21max1============III- Tính bộ truyền cấp nhanh :Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 9 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế ( Bánh răng trụ răng nghiêng ) 1) Xác định sơ bộ khoảng cách trục :a( )[ ]312111 1baHHawuKTuk += Ka là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k( )31aMpa43=T1Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T=154104 (Mpa) Theo bảng 6-6 chọn 3,0ba= ( ) ( )68,0158,3.3,0.5,01 5,01=+=+= ubabdTheo bảng 6-7 sơ đồ 3 HK=1,09Thay vào trên a( )=+=323,0.58,3.5,50409,1.54104.158,3.43w 118 (mm) Lấy aw = 120 mm2) Xác định thông số ăn khớp , mô đun: Theo 6-17 m( ) ( )12002,001,002,001,0 ==wa = (1,22,4) Theo bảng 6-8 chọn m = 2 Sơ bộ chọn =300 cos = 0,866- Xác định số răng Theo công thức 6-19 tập 1 : Z( ) ( )6,22158,32866,0.120.21.cos 211=+=+=umawLấy tròn Z1 = 22Theo 6-20 Z2 =U2.Z1 = 3,58.22 = 78,7 làm tròn Z2 = 78 răng Tỷ số truyền thực u545,3227812===ZZm Tính lại góc nghiêng : cos = 833,0120.2)2278.(2.2)(21=+=+waZZm = 33,5903) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :( )211 1 .2 .wmwmHHMHdubuKTZZZ+= Trong đó : ZM là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z( )31MMpa274=ZH: hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 10 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế ZtwbH2sincos.2= với b là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở t = tw = arctg(tg/cos) = arctg(tg200/cos33,590) = 23,60 tgb = cost.tg = cos(23,6O).tg(33,59O) = 0,686 b = 31,230 526,1)6,23.2sin(23,31cos.200==HZ bw = 0,3.120 = 36 (mm) Theo 6.37 =bwsin/(.m) = 36.sin(33,59O)/(3,14.2) = 1,57 >1Do đó Zlà hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thứcZ1= với cos.Z1Z1.2,388,121+= 841,0411,11411,1833,0781221.2,388,1===+=Z - Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ : dw1 = 1545,3120.21.2+=+mwua = 52,8 mm - KH là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KHvHHHK.K.K= KH là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng Tra bảng 6-7 tập 1 09,1=HKKH là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớpKHV là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp K11 .2 1HHwwHHVKKTdb+= với mw0HHua.v.g. =Vận tốc vòng V=60000n.d.11w ( )smV 028,4600001458.8,52.14,3==Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9 Theo bảng 6-14 : KH= 1,13Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 173g;002,00H== Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 11 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế 42,3545,3120.028,4.73.002,0 ==H 048,113,1.09,1.54104.28,52.36.42,31 =+=HVK Vởy K29,1048,1.13,1.09,1 ==H Thay vào 6-33 :( )( )MpaH5,4698,52.545,3.361545,3.29,1.54104.2.841,0.526,1.2742=+= Xác định chính xác ứng suất cho phép :Theo 6-1 và 6-1a [ ] [ ]XHRVHHK.Z.Z. =Vì V( )1Zsm5V=Cấp chính xác 9 R( )95,0Zm25,15,2Ra== Đờng kính đỉnh răng d1K700d;700XH2a1a=<<[ ]( )MpaH27,4791.95,0.1.5,504 ==Do đó [ ]HH < Kiểm tra : [ ][ ]%4%100.27,4795,46927,479<=HHH Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Theo 6-43 mdbYYYKTwwFFF 1.2111= Trong đó:T1 Mô men xoắn trên bánh chủ động T1 = 54104 (N.mm)m Mô đun pháp m= 2 (mm)bw Chiều rộng vành răng b( )mmw36=dw1 Đờng kính vòng lăn bánh chủ động dw1 = 52,8 (mm)Y Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Y1= với hệ số trùng khớp ngang 7,0411,11411,1=== YY Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng 76,014059,33159,330=== YSinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 12 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Y21,FFY Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2 - Số răng tơng đơng : Z135cos;38833,022cos3223311=====ZZZVVTra bảng 6-18 đợc 6,3;72,321==FFYYKF Hệ số tải trọng khi tính về uốn KFVFFFK.K.K=Trong đó: KF = 1,19 (tra bảng 6-7) với bd=0,68KF = 1,386 (tra bảng 6.14) KFV = 1 +11 2 FFwwFKKTdb với mw0FFuaV.g. = Theo bảng (6.15) 006,0F=; theo bảng (6.16) g0=73 264,10545,3120028,4.73.006,0 ==FKFV=1+109,1386,1.19,1.54104.28,52.36.264,10= KF = 1,19.1,386.1,109 = 1,83Thay vào 6.43 ta có ( )MpaF1,1032.8,52.3672,3.76,0.7,0.83,1.54104.21== ( )MpaYYFFFF7,9972,36,3.1,1031212=== - Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép : [] = []tk.YR.YS.KXF YR =1 ; YS =1,08- 0,0695ln(2) = 1,032KXF =1 vì d < 400mm []1 = 257.1.1,032.1 = 265,22 (Mpa) []2 = 241,7.1.1,032.1 = 249,43 (Mpa)Nh vậy độ bền uốn thoả mãn.5) Kiểm nghiệm răng về quá tải: Theo 6.48 Kqt= 4,1max=TT [ ])(12605674,127,479maxmaxMpaKHqtHH=<=== [ ])(46434,1444,1.1,103.max11max1MpaKFqtFF=<===Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 13 [...]... 29 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 30 Đồ án Chi Tiết Máy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Trang 31 Đồ án Chi Tiết Máy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Trang 32 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 33 Đồ án. .. 33 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Tài liệu tham khảo Trịnh Chất Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập I,II Nhà xuất bản Giáo dục-1999 Nguyễn Trọng Hiệp : Chi tiết máy, tập I và tập II Nhà xuất bản Giáo dục Ninh Đức Tốn - Đỗ Trọng Hùng: Hớng dãn làm bài tập dung sai Trờng đại học bách khoa Hà nội 2000 Trịnh Chất : Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy Nhà... 0 v [ s ] :hệ số an toàn cho phép - Theo bảng (5.2) tảI trọng phá hỏng : Q = 88500 N, khối lợng 1 mét xích q = 3,8 kg - k d :hệ số tảI trọng động Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 22 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế - F t :lực vòng - F v :lực căng do lực li tâm gây ra - F 0 :lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra k d = 1,2 (tảI trọng mở máy bằng 1,4 tảI trọng danh... Mô men xoắn trên bánh chủ động : T2 = 186072 (N.mm) m Mô đun pháp : m= 2 (mm) b w Chi u rộng vành răng : b w = 66( mm ) dw3 Đờng kính vòng lăn bánh chủ động: dw3 = 86,6 (mm) Y Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 17 Đồ án Chi Tiết Máy Y = 1 với Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế là hệ số trùng khớp ngang = 1,78 Y = 1 = 0,562 1,78 Y Hệ số kể đến dộ nghiêng... : là đờng kính trục tại tiết diện 1.3 t 2 = 3,3 mm : là chi u sâu rãnh then trên lỗ VII-Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thoả mãn điều kiện sau sj s Sj = 2 2 [s] sj + sj Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 26 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Với : [s]- Hệ số an toàn cho phép ,... u m + 1 2,81 + 1 - K H là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K H = K H K H K Hv K H là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp K HV là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp H bw d w3 a K HV = 1 + 2.T K K với H = H g 0 v w 2 H H um Vận tốc vòng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 16 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế .d w3 n2... [ H ] 2 u 2 ba K a là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 14 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k a = 49,5( Mpa ) 3 T2 Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T 2 = 186072 (N.mm) K H là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng 1 Theo bảng 6-6 chọn ba = 0,4 bd = 0,5... .Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế F 2 max = F 2 K qt = 99,7.1,4 = 139,58 < [ F 2 ] max = 360( Mpa ) 6) Các thông số và kích thớc bộ truyền: Bảng Thông Số và Kích Thớc Bộ Truyền (Bánh răng trụ răng nghiêng) Thông Số Khoảng cách trục chia (mm) Khoảng cách trục (mm) Mô đun pháp Chi u rộng vành răng (mm) Tỷ số truyền Góc nghiêng của răng Số răng bánh răng Đờng kính chia (mm)... (10.7) đợc = 0,05 , = 0 Kd , Kd Hệ số xác định theo công thức sau: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 27 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế K K + Kx 1 + Kx 1 Kd = ; Kd = Ky Ky Kx- Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, nó phụ thuộc vào phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt tra bảng (10.8) : tiện Ra = 2,50,63 àm đợc Kx= 1,06 Ky Hệ số tăng bền bề mặt, với b= 600... Trang 25 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế 2.T 2.T [ d ] ; c = [ c ] d.l t ( h t 1 ) d.l t b Trong đó [ d ] ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 tập1 [ d ] = 100( Mpa ) [ c ] ứng suất cắt cho phép Với trục làm bằng thép 45 và tải trọng rung động nhẹ thì [ c ] = 1 ( 60 90 ) = ( 20 30 ) lấy[ c ] = 30( Mpa ) 3 l t = 0,9.l m d: dờng kính trục Theo bảng (9.1a) ta chọn đợc then d = Kết quả . Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Y21,FFY Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2 . Trang 7 Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Phần 3: Thiết kế các bộ truyền.I-
![[ ] σd ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 tập1 [] σd = 100( Mpa) [ ]τcứng suất cắt cho phép - Đồ án môn học Chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động băng tải](https://media.store123doc.com/figures/000/069/ung-suat-dap-phep-bang-tap-tcung-suat-69203.png)
