Đang tải... (xem toàn văn)
Luận Văn: Tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc
ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 Lời nói đầuTính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chơng trình đào tạo kỹ s cơ khí. Đồ án môn học Chi tiết máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môn học nh: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.Nhiệm vụ đợc giao là thiết kế hệ dẫn động tời kéo gồm có hộp giảm tốc bánh răng và bộ truyền xích. Hệ đợc dẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai tới hộp giảm tốc sẽ truyền chuyển động tới tời kéo.Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau: Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí của PGS.TS-Trịnh Chất và PGS.TS-Lê Văn Uyển. Tập 1 và 2 chi tiết máy của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp. Dung sai và lắp ghép của GS.TS Ninh Đức Tốn.Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lợng kiến thức tổng hợp còn có những mảng cha nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của em không thể tránh đợc những sai sót. Em rất mong đợc sự hớng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em cũng cố và hiểu sâu hơn , nắm vững hơn về những kiến thức đã học hỏi đợc.Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Nguyễn Hải Sơn đã trợc tiếp hớng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao .Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !-----------------------------------@---------------------------------- 1 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 Phần I:Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyềnI.1. Chọn động cơI.1.1.Xác định công suất cần thiết của động cơCông suất cần thiết trên xích tải là :=PlvPbt =69,3100067,0.55011000.==vF (KW)Hệ dẫn động làm việc với tải trọng thay đổi theo chu kỳ.Do đó công suất trên trục động cơ sẽ đợc tính bởi công suất tơng đơng Ptđđc :Ptđđc=.lvPTrong đó : hệ số tải trọng =827,083.7.04.1.2221=+=ckiittTT - hiệu suất hệ dẫn động 242 .xolbrk=Tra bảng 2.3[1], ta đợc các hiệu suất: k = 1 : hiệu suất khớp nốibr= 0,97 : hiệu suất của cặp bánh răngol=0,99 : hiệu suất của cặp ổ lănd=0,96 : hiệu suất của bộ truyền đai.=1.0,972.0,994.0,96=0,87 Công suất tơng đơng trên trục động cơ là:2 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 Ptđđc=0,827.51,387,069,3= (kw)I.1.2.Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ.Theo bảng 2.4[1], chọn tỉ số của hộp giảm tốc khai triển bánh răng trụ 2 cấp là 16=uh, truyền động đai (bộ truyền ngoài) là ud=3 =>tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là: Ut= Uh.Ud= 16.3 = 48Ta có số vòng quay của trục tang quay của băng tải:=nlv=n4 65,42300.67,0.60000 60000== Dv (vg/ph)Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsb: (Theo 2.18[1])nsbđc = nlv . usb = 42,65.48 = 2047,37 vg/ph Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ là nđb = 2900 vg/ph.Quy cách động cơ phải thỏa mãn đồng thời : Pđc Ptddc , nđc nsb và dnKmmTTTT 3,1=TTmm Theo bảng phụ lục P 1.1[1], với Ptddc =3,51 kw và nđb =2900 vg/ph ,ta chọn đợc kiểu động cơ là : K132M2Các thông số kĩ thuật của động cơ nh sau : Pđc= 5,5 kW ; ndc=2900vg/p ; 2,2=TdnTk Vậy động cơ K132M2 phù hợp với yêu cầu thiết kế.Theo bảng phụ lục P1.4[1] có : ddc=32 (mm) 3 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 I.2. Phân Phối Tỷ Số Truyền Tỉ số truyền của hệ dẫn động :99,6765,422900===nnulvdct (theo CT 3.23[1] )Theo 3.24[1] : ut=ud.uhChọn ud = 3 uhộp =66,22399,67= .Ta chọn uhộp=22Ta phân uh cho cấp nhanh và cấp chậm trong hộp giảm tốc theo 3 chỉ tiêu : khối lợng nhỏ nhất, mô men quán tính thu gọn nhỏ nhất và thể tích các bánh lớn nhúng trong dầu nhỏ nhấtDựa vào bảng 3.1 chọn tỉ số truyền cho hộp nh sau : u1=6,48 và u2= 3,39Tính lại giá trị ux theo u1và u2 trong hộp giảm tốc Ud ==uuht09,339,3.48,699,67=Kết luận : uh = 22 ; u1 = 6,48; u2 =3,39 ; ux =3,09 Xác định công xuất, momen và số vòng quay trên các trục.Tính công suất, mô men, số vòng quay trên các trục (I, II, III ) của hệ dẫn động.Công suất trên các trục :PIII = kollvP.= 1.99,069,3 = 3,72 (kW) ; 4 Đồ án chi tiết máyThiết kế hệ dẫn động băng tải Tống Hồng Quang _ Cơ Điện Tử _ K48 PII = ηηbrolIIIP= 97,0.99,072,3 = 3,88 (kW) ; PI =ηηbrolIIP =97,0.99,088,3=4,04 (kW) ; Pdc=ηηoldIP =96,0.99,004,4=4,25 (kW)Sè vßng quay trªn c¸c trôc:n®c=2900 (vg/ph)nI = ndc/ud = 2900/3,09 = 938,38 (v/ph)nII = nI/u1 = 938,38/6,48 = 144,81 (v/ph)nIII= nII/u2= 144,81/3,39= 42,72 (v/ph)M« men trªn c¸c trôc :TI = 9,55. 106. nPII= 9,55.106.38,93804,4 = 41085,93(Nmm).TII = 9,55. 106. 10.55,9=nPIIII6.81,14488,3=255667,25(Nmm). TIII = 9,55. 106. 10.55,9=nPIIIIII6.50,83230372,4272,3=(Nmm). 35,13988290025,4.10.55,9.10.55,966===dcdcdcnPT (Nmm). 5 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 Ta lập đợc bảng kết quả tính toán sau: TrụcThông sốĐộng cơ I II III Trục ctP (KW) 4,25 4,04 3,88 3,72 3,69U 3,09 6,48 3,39 1 n(vg/p) 2900 938,38 144,81 42,72 42,72T (Nmm) 13988,35 41085,93255667,25 832303,5 824894,7 Bảng 1Phần II : Tính toán thiết kế các bộ truyềnA. Tính Bộ Truyền Bánh Răng Trong Hộp Giảm TốcI. Tính toán bộ truyền cấp nhanh (bánh trụ răng nghiêng).1.Chọn vật liệu.Theo bảng 6.1[1] chọn:Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 ữ 285 có:b1 = 850 MPa ;ch1 = 580 MPa. Chọn HB1 = 245Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt đọ rắn HB 192 .240 có:b2= 750 MPa ;ch2 = 450 MPa. Chọn HB2 = 2306 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 2. Xác định ứng suất cho phép. ứng suất tiếp xúc cho phép: [ ]( )HLxHVRHHHKKZZS=lim ;Chọn sơ bộ ZRZVKxH = 1 [ ]HHLHHSK=limSH : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, SH =1,1.limH: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở;limH= 2.HB + 70 H lim1 = 560 MPa; H lim2 = 530 MPa;KHL= HmHEHONN mH: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc,với mH = 6.NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.NHO = 30. H4,2HB HHB : độ rắn Brinen. 74,2110.6,1245.30 ==HON 74,2210.4,1230.30 ==HONNHE: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng. ( )CKiiiiHEttTTtncN /./ 6031=c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay.Ti , ni, ti : Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét. ( )71833110.6,110.32,1225,0.)7,0(625,0.1.20000.1445.1.60 =>=+=HOHENN ( )72833210.4,110.03,225,0.)7,0(625.01.20000.06,238.1.60 =>=+=HOHENNlấy NHE=NHO để tính => KHL1 = KHL2=17 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 [H]1 = MPa5091,11.560= ; [H]2= MPa4821,11.530=Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng nghiêng nên theo 6.12[1]: [ ] [ ] [ ]( )[ ]27,60282,481.25,125,145,4952/221===+=HHHHMPa- ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải của mỗi bánh răng:Theo ct6.13[1]:Bánh 1: [H]1max=2,8 ch1 =2,8.580 = 1624 MpaBánh 2: [H]2max=2,8 ch2 =2,8.450 = 1260 MpaVậy ta chọn [H]max =1260 Mpa- ứng suất uốn cho phép: [ ]( )FCFLxFSRFFFKKKYYS=limChọn sơ bộ:YR.YS.KXF =1 => [F] =(F lim/SF).KFC.KFLTra bảng 6.2[1]: F lim = 1,8.HB ; SF =1,75 ;=> F lim1 = 1,8.245 =441 MPa. F lim2 = 1,8.230= 414 MPa. KFC: hệ số xét đến ảnh hởng của đặt tải.Với tải trọng một phía => KFC=1 KFL: hệ số tuổi thọ.KFL= FmFEFONN mF: Bậc của đờng cong mỏi khi thử về uốn, với mF = 6.NFO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.NFO = 4.610vì vật liệu là thép 45,NFE: Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng. ( )ckimiiiFEttTTtncNF/./ 601=8 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay.Ti , ni, ti : Lần lợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét. ( )6866110.410.37,638,0.)7,0(5,0.1.18000.38,938.1.60 =>=+=FOFENN ( )6766210.410.8,938,0.)7,0(5,0.1.18000.81,144.1.60 =>=+=FOFENNTa có : NFE > NFO => để tính toán lấy NFE =NFO => KFL1 = KFL2=1Thay vào công thức trên ta đợc:[F1 ]=441.1.1/1,75 =252 MPa[F2 ]= 414.1.1 / 1,75 = 236,57 MPa,ứng suất uốn cho phép khi quá tải:[F1]max= 0,8ch1 = 0,8.580= 464 MPa;[F2]max = 0,8ch2 = 0,8.450 = 360 MPa;3. . Xác định sơ bộ khoảng cách trục:Theo ct6.15a[1]: aw12 = Ka(u1+1) [ ]3121 .baHHuKTVới: T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động của cấp nhanh, (Nmm) ; T1= 41085,93 (Nmm)Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng và vật liệu cặp bánh răng ;Theo bảng 6.5[1],với bánh răng nghiêng Ka = 43Hệ số chiều rộng vành răng ba = bw/aw12; Theo bảng 6.6[1] chọn ba =0,3 ( ) ( )19,1148,6.3,0.53,01.53,01=+=+= ubabd9 ỏn chi tit mỏyThit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 Tra bảng 6.7[1] ( sơ đồ 3) ta đợc KH=1,2;[H]= 495,45 MPa Thay số ta định đợc khoảng cách trục : aw12= 43.(6,48+1).92,1503,0.48,6.45,4952,1.93,4108532= (mm)Lấy aw12 = 160 mm4.Xác định thông số của cặp bánh răng:Mô đun : m=(0,01 0,02)aw12=1,6 3,2 (mm)Chọn mô đun : m=2 mmTính số răng của bánh răng:Chọn sơ bộ =100,do đó cos=0,9848,theo 6.31[1] ta có : Số răng bánh nhỏ :Z1 = 2.aw12.cos/ [m(u1 +1)] = 2.160.0,9848/[ 2 (6,48+1)] = 21,07(răng)Lấy Z1=21 răngSố răng bánh lớn:Z2 = u1 Z1 = 6,48.21 = 136,08(răng)Lấy Z2=136 răng Zt = Z1 + Z2 = 21 + 136 = 157Do đó tỉ số truyền thực sẽ là :u1= 136/21 = 6,4762Ta có : u= (u- ut)/u=(6,48- 6,4762)/6,4762=0,06% < 4%Cos=mZt/(2.aw12)=2.157/(2.160)=0,9813=11,110Với bánh răng nghiêng ta không dịch chỉnh nên x1=x2=0Theo Bảng 6.11[1] , 10 [...]... sơ bộ chi u rộng các ổ lăn nh sau : b01 =17 ; b02=23(mm) ; b03=31 (mm) 3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Dựa vào đờng kính các trục ta chọn chi u rộng của các ổ theo bảng 10.2 (TTTKHTDĐCK.T1) b01=15(mm) (bề dày các ổ lăn lắp trên trục 1) b02=19(mm) (bề dày các ổ lăn lắp trên trục 2) b03=23(mm) (bề dày các ổ lăn lắp trên trục 3) Chi u dài mayơ đĩa xích , bánh răng , khớp nối: Chi u... lm33=90(mm) Chi u dài mayơ bánh răng nhỏ lm13=40(mm) Chi u dài mayơ bánh răng lớn lm22=60(mm) Chi u dài mayơ bánh răng nhỏ lm23=60(mm) Chi u dài mayơ bánh răng lớn lm32=90(mm) Chi u dài mayơ nửa khớp nối lm12=40(mm) Theo bảng 16.3 (TTTKHTDĐCK.T1) ta chọn Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp là K1=8(mm) Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp là 31 ỏn chi tit mỏy... 505,28 N Vậy ta có các thông số của bộ truyền đai : Đờng kính bánh đai nhỏ : d1=160 mm Đờng kính bánh đai lớn : d2=500 mm Chi u rộng đai : b=32 mm Chi u rộng bánh đai : B=40 mm Chi u dài dây đai : L=3150 mm Khoảng cách trục : a=1043 mm Góc ôm bánh đai nhỏ : 1=1610 27 ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 PhầnIII Tính toán thiết kế trục Lực ăn khớp trên các bánh răng... là bảo đợc tỉ số chuyền cần thiết Cho nên đờng kính d2 đã tính toán trên đây đạt yêu cầu III Xác định khoảng cách giữa hai trục bánh đai a và chi u dài của đai L Khoảng cách giữa hai trục bánh đai a đợc xác định theo công thức : a (1,52)(d1+d2)=9901320(mm) Từ đó chọn a=1000(mm) Khi đó L xác định theo công thức sau: (d1 + d 2 ) (d 2 d 1 ) 2 L = 2.a + + 2 4.a Thay số vào công thức trên ta thu đợc... cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp là 31 ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 K2=8(mm) Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ là K3=10(mm) Chi u cao nắp ổ và đầu bulong là hn=20(mm) Khoảng cách từ gối trục 0 tới các chi tiết quay: Trục 1: l12=-lc12=-[0,5.(lm12+b01)+K3+hn]=-[0,5.(40+17)+10+20]= - 58,5(mm) l13=l22= 57,5 (mm) l11 =l21 =183 (mm) Trục 2 l22... Ft23tgtw34/cos23 =6207,56.tg(20,310)/ cos10,480 =2336,6 N 33 ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 5 Đờng kính và chi u dài các đoạn trục Trục 1 Các lực tác dụng lên trục gồm có: Ft13=1926(N) Fa13 = 344,5 (N) Fr13=723,4 (N) Fk = 3121,14 (N) l13=57,5 l11=183 l12= 58,5 Xác định các phản lực tại các gối đỡ: Các phơng trình cân bằng X =F X X =0 M = F l X l = 0 1 t13 y 01... w3 0,2.72.82,37 =1+ =1 2.T2 K H K H 2.255667,25.1,07.1,13 KH = 1,07.1,13.1 = 1,21 21 ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 Thay các giá trị vừa tính đợc vào ct6.33[1] : H = 274.1,74 0,768 2.255667,25.1,21.(3,37 + 1) = 469,121 (MPa) 72.3,37.82,37 2 Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [H] = [H] ZRZVKxH Với v = 0,704 (m/s ) ZV = 1 (vì v < 5 m/s ) Cấp chính xác động... 90,11 3,6/4= 81,1 MPa Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép: [F1] =[F1] YR Ys KxF [F2] =[F2] YR Ys KxF với m = 3 Ys= 1,08- 0,0695ln(3) = 1,004; YR=1; KxF=1(da< 400), do đó ứng suất uốn cho phép thực tế là [F1] = 252.1.1,004.1= 252,919 MPa [F2] = 236,6.1.1,004.1=237,43 MPa 14 ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti Tng Hng Quang _ C in T _ K48 F1, F2 đều nhỏ hơn các giá trị cho phép, vậy độ bền uốn... Tính góc ôm đai 1 Góc ôm 1 trên bánh nhỏ đợc xác định bởi công thức sau: 1 = 180 0 57 0 ( d 2 d1 ) a Thay các giá trị của d1 và d2 vào công thức trên đây ta có: 1 = 1800 57 0 ( 500 160) = 1610 1043 Nhận thấy rằng 1 = 1610 > 1500 thỏa mãn yêu cầu về góc ôm đai V Xác định tiết diên đai và chi u rộng bánh đai : Theo 4.9[1], Ft=1000P1đ/v=1000.4,25/24,295=174,84 N Theo bảng 4.8[1], tỉ số (/d1)maxnên... uốn cho phép khi quá tải: [F3]max= 0,8ch3 = 0,8.580= 464MPa; [F4]max = 0,8ch4 = 0,8.450 = 360MPa; 3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục: Theo ct6.15a[1]: aw23 = Ka(u2+1) 3 T2 K H [ H ] 2 u 2 ba Với: T2: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động của cấp chậm, (Nmm) ; T2= 255667,25 (Nmm) Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng và vật liệu cặp bánh răng ; Theo bảng 6.5[1],với bánh răng nghiêng Ka =43 Hệ số chi u rộng vành . quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau: Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động. việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này.Nhiệm vụ đợc giao là thiết kế hệ dẫn động tời kéo gồm có hộp giảm tốc bánh
![Theo bảng 10.5[1] lấy [σ ]= 63 MPa. - Tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc](https://media.store123doc.com/figures/001/583/theo-bang-lay-s-mpa-1583822.png)
![Theo bảng 10.5[1] lấy [σ ]= 63 MPa. - Tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc](https://media.store123doc.com/figures/001/583/theo-bang-lay-s-mpa-1583823.png)
![• Không dùng các phơng pháp tăng bền bề mặt, tra bảng 10.9[1] hệ số - Tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc](https://media.store123doc.com/figures/001/583/dung-phong-phap-tang-ben-be-mat-bang-1583826.png)
