Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán bộ truyền xích bảnh răng trụ răng thẳng Tính toán bộ truyền xích bảnh răng trụ răng thẳng Tính toán bộ truyền xích bảnh răng trụ răng thẳng Tính toán bộ truyền xích bảnh răng trụ răng thẳng Tính toán bộ truyền xích bảnh răng trụ răng thẳng Tính toán bộ truyền xích bảnh răng trụ răng thẳng
Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí. Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất.Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu. Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí , và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí. Em chân thành cảm ơn thầy Vũ Lê Huy đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án. Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn. Sinh viên thực hiện: Đăng Thị Ngọc Huê 1 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY PHẦN 1. TÍNH ĐỘNG HỌC VÀ HỆ DẪN ĐỘNG 1.1. Chọn động cơ điện. 1.1.1. Tính công suất của động cơ điện - Công suất trục công tác: - Trong đó : F là lực kéo băng tải là vận tốc băng tải - Công suất cần thiết kế của động cơ: - Trong đó : η : hiệu suất truyền động - Với : … là hiệu suất của các bộ truyền và của các cặp ổ trong hệ thống dẫn động, từ yêu cầu thiết kế hệ dẫn động băng tải : Trong đó : trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ được tra trong bảng (2.3). : là hiệu suất bộ truyền khớp nối trục (chọn khớp nối mềm). : là hiệu suất cặp ổ lăn được làm việc trong điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn ( với m là số cặp ổ lăn: m=3). : là hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ làm việc trong điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn. : là hiệu suất bộ truyền đai làm việc trong điều kiện để hở. Tra bảng 2.3, tr19.TTTKHDĐCK-T1,ta có: ; ; ; 2 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải => = => = = 1,430 (kw); 1.1.2 - Số vòng quay sơ bộ của động cơ : Trong đó : : số vòng quay trên trục băng tải = ( v p ) : tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động : Với: : tỉ số truyền động sơ bộ bánh răng côn hộp giảm tốc.Chọn : tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai, chọn . => 1.1.3. Chọn động cơ: - Dựa vào bảng phụ lục (Sách TTTKHDĐCK-Tập 1): Động cơ được chọn phải thỏa mãn : P đc ≥ P yc với P yc = 1,430 (kW) n đc ≈ n sb với n sb = 1025,868 (vòng/phút) - Vậy ta chọn động cơ 4A90L6Y3 với các thông số như sau: (v/ph) 1.2. Phân phối tỉ số truyền. - Xác định tỉ số truyền toàn bộ (u c ) của hệ dẫn động: 3 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải - Phân phối tỉ số truyền (u c )của hệ dẫn động : u đ tỉ số truyền của bộ truyền đai (tra bảng 2.4) chọn 1.3. Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục. - Dựa vào công suất công tác: P ct = 1,278 (kw); - Công suất trên trục II: - Công suất trên trục I : - Công suất trên trục động cơ : (kW) Số vòng quay trên các trục : Vận tốc trên trục động cơ: n đc = 936 (v/p) • Vận tốc trên trục 1: (v/p) • Vận tốc trên trục 2 :(v/p) • Vận tốc trên trục công tác : (v/p) 4 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Mô men xoắn : • Momen xoắn trên trục động cơ: (N.mm) • Momen xoắn trên trục I: = 38 767,253 (N.mm) • Momen xoắn trên trục II: = 147 112,112 (N.mm) • Momen xoắn trên trục công tác: (N.mm) Bảng 1: Thông số động học 5 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Trục T.số Động cơ I (trục vào) II (trục ra) Trục công tác u (lần) u đ = 2,8 u br = 3,910 U k = 1 P (kW) 1,5 (1,443) 1,357 1,317 1,278 n (v/p) 936 334,286 85,495 85,495 T (N.mm) 14 590,278 38 767,253 147112,112 142 755,717 Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI. Các thông số yêu cầu: P = 1,430 kw T =14 590,278 N.mm n = 936 v/phút = 2,8 lần Góc nghiêng đường nối tâm B = 45 0 2.1. Chọn loại đai. - Bộ truyền đai dẹt,chịu tải trọng va đập vừa phải,và đường nối tâm hai trục bánh đai nghiêng so với phương ngang một góc 45 0 . T= 14 590,278 (N.mm) , u đ = 2,8. Chọn loại đai sợi tổng hợp có các ưu điểm sau: + Giới hạn bền cao, + Làm việc với vận tốc cao, công suất lớn. =>Do vậy nó được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ta chọn loại đai sợi tổng hợp được phủ bằng nhựa Nairit. 2.2. Tính toán các kích thước. 2.2.1. Đường kính bánh đai: Ta có: + Đường kính bánh đai nhỏ :d 1 =(5,2…6,4)= (127…156) (mm). Lấy theo tiêu chuẩn, chọn: d 1 = 140 ( mm). Kiểm tra về tốc độ đai : 60000 11 nd v đ π = (m/s) = )/(861,6 60000 936.140.14,3 sm= Ta có: v < v max = 25 m/s => thỏa mãn + Đường kính bánh đai lớn:d 2 =u đ .d 1 .(1- ε ) (mm). Trong đó: ε -hệ số trượt tương đối 6 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải ε = (0,01 ÷ 0,02) ; chọn ε = 0,01 => d 2 = 2,8 . 140 . (1- 0,01) = 388,08(mm). Lấy theo tiêu chuẩn bánh đai lớn chọn d 2 = 400 (mm). + Tính sai lệch tỉ số truyền: %4%100. < − =∆ đ đt u uu u Mà ta có tỉ số truyền thực tế: 886,2 )01,01.(140 400 )1.( 1 2 = − = − = ε d d u t %4%071,3%100. 8,2 8,2886,2 %100. <= − = − =∆ đ đt u uu u Yêu cầu thiết kế được thoã mãn, do đó không cần chọn lại d2. 2.2.2. Khoảng cách trục và chiều dài đai: - Chọn sơ bộ khoảng cách trục a = 1,5.(d 1 +d 2 ) =1,5.(140+400) =810(mm). - Chiều dài đai theo công thức 4.4-Trang 52-TTTKHDĐCK-T1: l = 2.a + 0,5π.(d 1 + d 2 ) + = 2. 810+ 0,5. π. ( 140+400)+= 2489 (mm) - Chọn l theo tiêu chuẩn : l = 2500 (mm). Vận tốc làm việc của đai: v =π d 1 .n đc /60000 = = 6,861(m/s) Vì i= = = 2,744 < i max = 3…5 Chiều dài đai thỏa mãn Tính lại khoảng cách trục theo công thức 4.6-Trang 52-TTTKHDĐCK-T1: a = với λ = l – π(d 1 + d 2 )/2 = 2500 – π ( 140 + 400)/2 = 1651,77 (d 2 – d 1 )/2 = (400-140) /2 = 130 a = = 815,524 mm - Góc ôm của đai (α 1 )tính theo công thức 4.7-Trang 52-TTTKHDĐCK-T1: 7 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải α 1 = 180 – 57. = 180- 57 .= 161 0 50’>α min =120 0 . 2.2.3. Tính các kích thước tiết diện đai: - Chọn chiều dày đai δ: Chọn tỉ số δ/d 1 = 1/140 => δ = d 1 /140 =140/140 = 1 - Tính chiều rộng đai b: b = F t . K đ / [σ F ]. δ Trong đó: • F t là lực vòng: F t = == 208,424 (N) • K đ : Hệ số tải trọng động. Bảng 4.7- Trang 53-TTTKHDĐCK-T1. (Tải trọng tĩnh,T mở máy = 200% T danh nghĩa ;động cơ làm việc 2 ca ). =>ta chọn được K đ =1,6. • [σ F ] : ứng suất có ích cho phép: [σ F ] = [σ F ] 0 . C α .C v .C 0 (MPa) Với [σ F ] 0 = k 1 – k 2 . δ/d 1. Ta có : δ/d 1 = 1/140 <1/80. Ta chọn σ 0 =5MPa , tra bảng 4.9 với đai phủ bằng nhựa Nairit ta được k 1 =8 ,k 2 =156 =>[σ F ] 0 = k 1 - = 8- = 6,886 C v là hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc: C v = 1-k v .(0,01.v 2 -1) =1-0,01(0,01.6,861 2 -1) = 1,005 C 0 =1 (Tra bảng 4.12- TTTKHDĐCK-T1) C α =0,94 (với (α=161 0 50 ’ )–Tra bảng 4.10-TTTKHDĐCK-T1 Vậy [σ F ] = [σ F ] 0 . C α .C v .C 0 = 6,886 . 0,94. 1,005 .1 = 6,505 (MPa) Từ đó thay vào ta được: b = F t . K đ / [σ F ]. δ = = 51,265 (mm) Ta chọn được chiều rộng dây đai là : b = 50 (mm) 8 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.2.4. Tính kích thước kết cấu bánh đai. Bánh đai có vận tốc làm việc nhỏ v = 6,861m/s , ta chọn vật liệu bánh đai bằng gang xám GX15. Tra bảng 21.16- TTTKHDĐCK-T2. Được chiều rộng bánh đai B = 63mm, chiều cao phần lồi h= 1 mm. 2.2.5. Xác định lực tác dụng lên trục. - Lực căng ban đầu theo công thức 4.12-Trang 56- TTTKHDĐCK-T1: F 0 = σ 0 .δ.b = 5.1.50 = 250 (N) - Lực tác dụng lên trục tính theo công thức 4.13-Trang 56- TTTKHDĐCK-T1: F r = 2.F o .sin(α 1 /2)= 2 . 250 . sin(161 0 50’/2) = 493,754 (N). *Từ số liệu đã tính toán ở trên ta lập được bảng tóm tắt như sau: Đai sử dụng là đai sợi tổng hợp sợi capron vải chéo 2 sợi ngang, phủ nhựa nairit Đường kính bánh đai nhỏ,lấy theo tiêu chuẩn 140(mm) Đường kính bánh đai lớn,tỷ số truyền u đ =2,8, lấy theo tiêu chuẩn 400(mm) Tỷ số truyền thực tế (u t ): 2,886 Sai số tỷ số truyền (% u ∆ ): 3,071% Vận tốc đai :v đ (m/s) : 6,861(m/s) Khoảng cách trục a: (mm)theo tính toán: 810(mm) Chiều dài đai:l (mm)theo công thức 4.4- Trang 52- TTTKHDĐCK-T1: 2489,094(mm) Chiều dài đai theo tiêu chuẩn (L): 2500(mm) Khoảng cách trục (a) theo chiều dài tiêu chuẩn công thức 4.6- Trang 54-TTTKHDĐCK-T1: 815,524 (mm) Góc ôm (α 1 )tính theo công thức 4.7-Trang 52-TTTKHDĐCK-T1: 161 0 50’ K d - Hệ số tải trọng động-Bảng 4.7- TTTKHDĐCK-T1.(Tải trọng tĩnh, T mở máy = 200% T danh nghĩa ;động cơ làm việc 2 ca) => ta chọn được K d : 1,6 C α –Tra bảng 4.10-TTTKHDĐCK-T1. C v –Tra bảng 4.11- TTTKHDĐCK-T1. C 0 –Tra bảng 4.12- TTTKHDĐCK-T1. 0,94 1,005 1 Chiều rộng bánh đai B: 63(mm) 9 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi ết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải Lực căng ban đầu theo công thức 4.12-Trang 56- TTTKHDĐCK- T1: F 0 = σ 0 .δ.b (N) 250 (N) Lực tác dụng lên trục tính theo công thức 4.13-Trang 56- TTTKHDĐCK-T1: F r = 2.F o .sin(α 1 /2) (N) 493,754 (N) 10 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: [...]... (MPa) Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng nghiêng nên: (MPa) 3.2.2 Ứng suất uốn cho phép : - Ứng suất uốn cho phép được tính theo (CT6.2-Trang94-TTTKHDĐCK-T1) - Trong đó - YR : hệ số xét đến độ nhám của mặt lượn chân răng - YS : hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất - KxF :hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng tới độ bền uốn Với bước tính thiết kế sơ bộ lấy YR.YS.KXF=1... 3:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG Các thông số đầu vào: P = P1 = 1,357 kw T1 = 38 767,253 N.mm n1 = 334,286 u = ubr = 3,910 v/ph lần 3.1 Chọn vật liệu - Chọn thép 45 tôi cải thiện phối rèn đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng nên nhiệt luyện bánh răng lớn độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10- 15 đơn vị - Cụ thể : Bánh răng nhỏ - Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn((HB) Bánh răng. .. 3.3 Tính thiết kế 3.3.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw = Ka.(ubr+1) Trong đó : • • • • • Ka : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, tra bảng 6.5 có Ka=43 T1=38 767,253(Mpa) : Momen xoắn trên trục chủ động : ứng suất tiếp xúc cho phép U=3,910 : tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng hệ số chiều rộng vành răng Tra bảng 6.6, trang 97 với bộ truyền đối xứng, HBψ bd =0,53... c a bánh r ng Tr s : Fa1 = Fa2 = Ft1.tanβ = 1938 tan0 = 937(N) 5.2 - Xác định sơ bộ đường kính trục Công thức tính đường kính sơ bộ của trục thứ k như sau: 3 dk = - Tk 0,2 × [ τ ] k (công thức 10.9 tr188 TTTKHDĐCK T1) Trong đó: Tk – Mô men xoắn trên trục thứ k [τ]k – Ứng suất xoắn cho phép trên trục thứ k - - - Trục I: Trục II: Chọn T1 = 38767,253(N.mm) [ τ]1 = 15 ÷ 30(Mpa) → d1 = T2 = 147112,112(N.mm)... của cặp bánh răng: dw2 = 2 aw – dw1 = 2.100 – 40 = 160 (mm) V n t c vòng c a bánh r ng : 15 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi tiết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải 3.4 Tính kiểm nghiệm 3.4.1 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: - Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền thỏa mãn điều kiện ≤ σH = ZM ZH Zε [σH] - Trong đó: ZM – Hệ số xét đến tính ảnh hưởng của cơ tính vật liệu... • Khoảng chia trên trục 1 tính từ khớp nối đến gối đỡ: • - lc12 = 0,5(lm12 + b01) + k3 + hn = 0,5×(25 + 15) + 15 + 15 = 50 (mm) Khoảng chìa trên trục 2 tính từ khớp nối đến gối đỡ: lc22 = 0,5(lm22 + b02) + k3 + hn = 0,5×(75 + 19) + 15 + 15 = 77 (mm) • bki : chiều rộng vành răng thứ i trên trục k, b13 = b23 = 45 (mm) Theo bảng10.4tr191 sách TTTKHDĐCK T1,với hộp giảm tốc bánh răng trụ ta có: l12 = -lc12=... Xác định số răng : Chọn sơ bộ β : β = ( 100 … 200) Chọn β = 160 Ta có : Z1= 19,578 Z2 = u.Z1 = 3,910 19,578 = 76,550 Chọn Z1 = 19;Z2 = 76 Tỉ số truyền thực tế : ut = Sai lệch tỉ số truyền :u =< 4% => thỏa mãn Xác định góc nghiêng bánh răng : cosβ = = => β = 18,195o Xác định góc ăn khớp : αtw = αt = arctan(tanα/cosβ) = arctan(tan200/ cos18,195) = 20,9630 Góc nghiêng của bánh răng trên hình trụ cơ sở... máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 5: THIẾT KẾ TRỤC I 5.1 Xác định lực và sơ đồ phân bố lực tác dụng lên trục 5.1.1 Sơ đồ đặt lực 24 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi tiết máy Đề số 2 – Thiết kế hệ dẫn động băng tải 5.1.2 Tải trọng tác dụng lên các trục - Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai: Fr =493,754 (N) Lực tác dụng lên trục từ khớp nối:Fkn =560,427 (N) L c tác d ng lên các bánh r... định ứng suất cho phép - Đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp làm việc trong điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn 3.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép (CT 6.1-Trang 89-TTTKHDĐCK-T1) Trong đó : - : hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc - : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng - :hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng Với bước tính sơ bộ lấy 11 GVHD: Vũ Lê Huy SVTH: Đồ án chi tiết máy... nghiêng của răng : :là hệ số xét đến sự trùng khớp : = 0,631 - hệ số dạng răng của cặp bánh răng phụ thuộc vào số răng tương đương Z v1 và Zv2 • Số răng tương đương được xác định theo công thức : Tra bảng 6.18 (Trang 109 TTTKHDĐCK-T1),ta có: Zv1 = 22 , x1 = 0 => YF1 = 4,00 Zv2 = 88, x2 = 0 => YF2 = 3,61 :là hệ số tải trọng khi tính về uốn : • - • • • ( tra bảng 6.14 trang 107- sách TTTTHDĐCK tập 1) . sơ bộ của động cơ : Trong đó : : số vòng quay trên trục băng tải = ( v p ) : tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động : Với: : tỉ số truyền động sơ bộ bánh răng côn hộp giảm tốc.Chọn : tỉ số truyền. : Momen xoắn trên trục chủ động. • : ứng suất tiếp xúc cho phép. • U=3,910 : tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng. • hệ số chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.6, trang 97 với bộ truyền đối xứng,. băng tải = = (MPa) = = (MPa) Vì bộ truyền là bộ truyền bánh trụ răng nghiêng nên: (MPa). 3.2.2. Ứng suất uốn cho phép : - Ứng suất uốn cho phép được tính theo (CT6.2-Trang94-TTTKHDĐCK-T1)