Đang tải... (xem toàn văn)
Bản thuyết minh đồ án Chi tiết máy trình bày về tính toán thiết kế hệ dẫn động tời kéo tính động học hệ dẫn động; thiết kế bộ truyền ngoài; truyền động bánh răng; tính toán thiết kế trục; tính toán ổ lăn; vỏ hộp và các chi tiết phụ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG TỜI KÉO MỤC LỤC Phần I : Phần II: 1. Phần III: I 2. II 2. Phần IV: 2. Phần V I Trang dẫn MỤC LỤC Tính động học hệ động Chọn động cơ điện Phân phối tỉ số truyền Xác định các thông số động học Thiết kế truyền Chọn vật liệu Các thông số của bột truyền Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai Xác định lực Truyền động bánh răng Bộ truyền bánh thẳng cấp nhanh Chọn vật liệu Phân phối tỉ số truyền Xác định ứng suất cho phép Tính tốn bộ truyền bánh răng Các thơng số và kích thước của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng Bộ truyền bánh thẳng cấp chậm Chọn vật liệu Phân phối tỉ số truyền Xác định ứng suất cho phép Tính tốn bộ truyền bánh răng Các thơng số kích thước truyền bánh trụ nghiêng Tính toán thiết kế trục Chọn vật liệu Tính tốn đường kính trục Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Xác định trị số và chiều của các chi tiết quay tác dụng lên trục Xác định phản lực tại các gối đỡ Tính momen tại các tiết diện nguy hiểm Tính mối ghép then Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi Kiểm nghiệm then Tính tốn ổ lăn Trục I Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 1 19 28 45 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy II III IV Phần VI I II Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Trục II Trục III Nối trục đàn hồi Vỏ hộp phụ Thiết kế vỏ hộp Các chi tiết phụ khác Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 2 chi tiết 54 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam I. Tính thơng số động học của hệ dẫn động: 1. Chọn động cơ điện: a. Xác định cơng suất: Từ các số liệu: Lực kéo dây cáp: F = 6800 N Vận tốc kéo cáp: v = 0,58 m/s Công suất trên trục công tác Pct = Công suất trên trục công tác: F. v 6800.0,58 = = 3,94 1000 1000 Công suất của động cơ: Pđc Điều kiện: Pđc > Ptđ Công suất yêu cầu: Pyc = Ptđ Công suất yêu cầu của động cơ Pyc =Ptd = Pct Pct . β η β: Hệ số tải trọng tương đương n η : Hiệu suất bộ truyền η = i =1 => η = n i =1 Tra bảng ηi ηi = η d ηol3 ηbr2 ηk ηot 2.3 TL1 ta có hiệu suất của: tr19 Bộ truyền đai ηđ = 0,95 – 0,96 Chọn ηđ 0,96 Cặp ổ lăn ηol= 0,99 – 0,995 Chọn ηol = 0,99 Bộ truyền bánh răng trụ ηbr = 0,96 – 0,98 Chọn ηbr = 0,97 Khớp nối ηk= 0,99 – 1 Chọn ηk = 0,99 Cặp ổ trượt ηot= 0,98 – 0,99 Chọn ηot = 0,99 η = 0,96 . 0,993 . 0,972 . 0,99 . 0,99 = 0,86 Vậy Pyc =Ptd = Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN Pct . β 3,94.0,86 = = 3,94( kw) η 0,86 3 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức = Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam b. Xác định tốc độ đồng bộ: nsơ bộ = ncôngtác . usơ bộ Với n ct = 60000 . v 60000.0,58 = = 32, 6(vong / phut ) π D π 340 D: Đường kính tang Mà ta có usơ bộ = usbHộp . usbNgồi Theo kinh nghiệm ta có: usbHộp = 8 40 Chọn usbHộp = 15 ( Hộp khai triển ) usbNgồi = 2 5 Chọn usbNgồi = 3 ( Đai thang ) => usơ bộ = usbHộp . usbNgồi = 32,6 . 15 . 3 =1467 (Vg/p) =>Chọn động cơ có tốc độ đồng bộ là 1500 Vg/p Từ bảng 11/234[TL1] Chọn động cơ K123M4 với các chỉ số như sau: Công suat P = 5,5 kW van toc quay: n = 1445 (Vg/p) K123M4 Tk = 2, Tdn 2. Phân phối tỷ số truyền: a. Xác định chung: ndc 1445 = = 44,3 nct 32, uchung = Mà uchung = u Hop uNgoai  uchung u Ngoai = u Ngoai �=> u Hop = = 44,32 = 14, 77 b. Phân phối tỷ số truyền: Theo phương pháp kinh nghiệm: Hộp khai triển: u1 = (1,2 – 1,3) . u2 Theo yêu cầu bôi trơn: Từ đường cong của đồ thị trong bảng 317/41[TL1] Chọn u1 = 1,2 . u2 Mà u Hop = u1.u2 = 1, 2.u22 => u2 = u Hop 1, = 14, 77 = 3,5 1, => u1 = 1, 2.u2 = 1, 2.3,5 = 4, Tỷ số truyền của u Ngoai = udai Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 4 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy u Ngoai = udai = Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam uchung u1.u2 Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN = 44,32 3,5.4, 3, 01 5 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam 3. Tính tốn các thơng số động học : a. Cơng suất: F v 6800.0,58 = = 3,94(kW ) 1000 1000 Pct = P3 = Pct 3,94 = = 4, 02(kW ) ηk ηot 0,99.0,99 P2 = P3 4, 02 = = 4,19(kW ) η Br ηol 0,99.0,97 P1 = P2 4,19 = = 4,36(kW ) η Br ηol 0,97.0,99 Pdc' = P1 4,36 = = 4,54(kW ) ηd ηol 0,96 b. Tốc độ quay: ndc =1445 ( Vg / p ) n1 = ndc 1445 = = 480,1( Vg / p ) ud 3, 01 n2 = n1 480,1 = =114, ( Vg / p ) u1 4, n3 = n2 114, = = 32, ( Vg / p ) u2 3, nct = n3 = 32, ( Vg / p ) Ti = 9,55.106 c. Mômen xoắn trên trục: Pi ( Boquaβ ) ni Mômen xoắn trên trục động cơ: Tdc' = 9,55.106 Pdc' 4,54 = 9,55.106 = 30004,8 ( N mm ) ndc 1445 Mômen xoắn trên trục 1: T1 = 9,55.106 P1 4,36 = 9,55.106 = 86727,8 ( N mm ) n1 480,1 Mômen xoắn trên trục 2: T2 = 9,55.106 P2 4,19 = 9,55.106 = 350083,1( N mm ) n2 114,3 Mômen xoắn trên trục 3: T3 = 9,55.106 P3 4, 02 = 9,55.106 = 1177638, ( N mm ) n3 32, Mômen xoắn trên trục công tác: Tct = 9,55.106 Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN Pct 3,94 = 9,55.106 = 1154202, ( N mm ) nct 32, 6 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Bảng thông số động học: P (kW) u n (Vg/p) T (N.mm) Động cơ 4,54 4,36 4,19 4,02 uđai = 3,01 u1 = 4,2 u2 = 3,5 1445 480,1 114,3 32,6 30004,8 86727,8 350083,1 1177638 Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 7 Công tác 3,94 uk = 1 32,6 1154202,4 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam II. Tính tốn bộ truyền ngồi Bộ Truyền đai Ta có: Cơng suất trên trục động cơ: Pđộngcơ = 4,54 (kW) Tốc độ quay: nđộngcơ = 1445 (Vg/p) Tỉ số truyền: uđai Mômen xoắn trên trục động cơ: Tđộng cơ = 30004,8 (N.mm) 30 (N.m) = 3,01 1. Chọn tiết diện đai Theo bảng 135/23[TL3] ,từ mômen xoắn trên trục động cơ ta chọn Đai thang thường tiết diện A Theo bảng 413/59[TL1] và bảng 135/23[TL3] ta tra được các thơng số đai: Đường kính bánh đai nhỏ nhất d1min = 90 mm Diện tích tiết diện: A1 = 81 mm2 Chiều dày đai: h Chiều dài chuẩn: L0 = 8 mm = 1700 mm 2. Xác định đường kính bánh đai: Đường kính bánh đai nhỏ: d1 1,2 . d1min = 1,2 . 90 = 108 mm Chọn theo tiêu chuẩn 4.26/67[TL1] d1 = 140 Đường kính bánh đai lớn: Theo công thức 42/53[TL1] với hệ số trượt đai ε = 0,01 d2 = d1.u 140.3, 01 = = 425, ( mm ) − ε − 0, 01 Theo bảng 4.26/67[TL1] chọn đường kính tiêu chuẩn d2 = 400 mm Như vậy, tỉ số truyền thực tế: ut = Vậy ∆u = d2 400 = = 2,89 d1 ( − ε ) 140 ( − 0, 01) ut − u 2,89 − 3, 01 = = 0, 03 = 3% u 3, 01 Vận tốc đai: v = π d1.n1 3,14.140.1445 = = 10,59 ( m / s ) 60000 60000 Khoảng cách trục sơ bộ a được chọn theo bảng 414/60[TL1] a = d2 . 1 = 400 mm (do u = 3,01) Chiều dài đai l được xác định theo công thức 4.4/54[TL1]: d +d ( d −d ) 140 + 400 ( 400 − 140 ) l = 2.a + π + = 2.400 + 3,14 + = 1690,1( mm ) 4.a 4.400 Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 8 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Chiều dài tiêu chuẩn được chọn theo bảng 413/59[TL1] l = 1600 mm Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây, theo 4.15/60[TL1] i = v 10,59 = = 6, ( / s ) < 10 ( / s ) l 1, Khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 1250 mm được tính theo cơng thức 4.6/54[TL1]: a= λ + λ − 8∆ Với λ = l – π.(d1 + d2).0,5=1600 – 3,14.(140+400).0,5=752,2 ∆ = (d2 d1).0,5 = (400 – 140).0,5 = 130 => a = λ + λ − 8.∆ 752, + 752, 22 − 8.1302 = = 352,1 4 Vậy a = 352,1 mm Góc ơm α1 tính thep cơng thức 4.7/54[TL1] α1 = 180 − 57 d − d1 400 − 140 = 180 − 57 = 137,9 > α a 352,1 3. Xác định số đai z Số đai z được xác định theo công thức 4.16/60[TL1] z= P1 K d ( [ P0 ] Cα C1.Cu Cz ) Trong đó: P1 = 4,54 kW Cơng suất trên trục bánh đai chủ động [P0]=2,20 kW Cơng suất cho phép xác định bằng bộ truyền có số đai bằng 1, chiều dài đai l0 , tỉ số truyền u=1 và tải trọng tĩnh (Bảng 4.19[TL1]) Hệ số tải trọng động (Bảng 4.7[TL1]) (Băng tải, động cơ loại II) Kd = 1,1 Cα = 0,89 Cl = 1,0 Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm α1=137,9o (Bảng 4.15[TL1]) Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai l/lo=0,94(Bảng 4.16[TL1]) Cu = 1,14 Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền u=3,01 (Bảng 4.17[TL1]) Cz = 0,95 Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai (Bảng 4.18[TL1]) (Z’= P1/[P]=2,06) z= P1 K d 4,54.1,1 = = 2,3 ( [ P0 ] Cα C1.Cu Cz ) 2, 20.0,89.1, 0.1,14.0,95 Lấy z = 3 đai Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 9 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Chiều rộng bánh đai theo 4.17/63[TL1] và bảng 4.21/63[TL1] (Với đai thang tiết diện A có t = 15, e = 10, h0 = 3,3) B = (z – 1).t + 2.e = (3 – 1).15 + 2.10 =50 (mm) Đường kính ngồi của bánh đai: da1 = d1 + 2.h0 = 100 + 2.3,3 = 106,6 (mm) da2 = d2 + 2.h0 = 315 + 2.3,3 = 321,6 (mm) 4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu được tính theo 4.19/63[TL1] F0 = 780.P1.K d + Fv v.Cα z Trong đó: Fv Lực căng do lực li tâm sinh ra. Fv = 0 khi bộ truyền có khả năng tự điều chỉnh lực căng. Nếu định kỳ điều chỉnh lực căng thì Fv = qm.v2 (qm : Khối lượng 1 mét chiều dài đai tra bảng13.3/22[TL3]). Fv = 0,105 . 10,592 = 11,8 (N) F0 = 780.P1.K d 780.4,54.1,1 + Fv = + 11,8 = 149, ( N ) v.Cα z 10,59.0,89.3 Lực tác dụng lên trục được tính theo 4.21/64[TL1] Fr = 2.F0 z.sin Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN α1 137,9o = 2.149, 6.3.sin = 1223, ( N ) 2 10 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam B. Ổ LĂN CHO TRỤC II 1. Chọn loại ổ lăn Phản lực hướng tâm trên các ổ là : Fro = Fx220 + Fy220 = 5531, 42 + 1072, = 5634,3 ( N ) Fr1 = Fx221 + Fy221 = 3958,82 + 471,52 = 3986,8 ( N ) Lực dọc trục Fa=1670,3(N) Xét tỉ số Fa 1670,3 = = 0,3 Fr 5634,3 Fa 1670,3 = = 0, 42 Fr1 3986,8 Để đảm bảo tính đồng bộ của ổ lăn nên ta sẽ chọn ổ bi đỡ chặn Vì hệ thống các ổ lăn dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường(0) và có m , giá thành tương đối 1 độ đảo hướng tâm 20 2. Chọn kích thước ổ lăn: chọn theo khả năng tải trọng động Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn d20 = d21 = 45 mm Tra bảng phụ lục P2.12 với cỡ trung hẹp ta chọn được ổ bi đỡ chặn kí hiệu 46309 có: Co = 37,7 kN C = 48,1 kN Fa 1670,3 = = 0, 044 C0 37700 => α = 120 e = 0,355 3. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ Theo CT 111/211[TL1]: C d = Q m L Trong đó : Q là tải trọng quy ước,KN L là tuổi thọ tính bằng triệu vịng quay m là bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, ổ bi: m = 3 Tính L : Gọi Lh là tuổi thọ của ơ tính bằng giờ, suy ra từ CT11.2[1]/211 ta có : L= 60.n.Lh 60.114,3.19000 = = 130,3 106 106 Với L h = (10 25) . 10 tính trong hộp giảm tốc, chọn Lh =19000(h) n= 114,3(vg/ph) là số vịng quay của trục 1 Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN 54 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Xác định tải trọng động quy ước QE Theo CT 113/212[TL1] : QE = ( X V Fr + Y Fa ) K t K d Trong đó: Fr và Fa là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục,kN V là hệ số kể đến vịng nào quay, ở đây vịng trong quay V=1 Kt là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, Kt =1(to Fs1 � Fa1 = �F a1 = 3670,5 ( N ) Tính tỉ số : Fa 2000, = = 0,355 = e V Fr 1.5634, => Tra bảng 11.4 với ổ bi đỡ chặn: Cơ điện tử 2 K49 ĐHBKHN X0 = 1 55 Y0 = 0 Sv thực hiện: Lê Viết Minh Đức Đồ án Chi Tiết Máy Thày giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam Fa1 3670,5 = = 0,92 > e = 0,355 V Fr1 1.3986,8 => Tra bảng 11.4 với ổ bi đỡ chặn: X1 = 0,45 Y1 = 1,54 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và ổ 1 là: Q0 = ( X V Fr + Y0 Fa ) K t K d = ( 1.1.5634,3 + ) 1.1 = 5634,3 ( N ) Q1 = ( X 1.V Fr1 + Y1.Fa1 ) K t K d = ( 0, 45.1.3986,8 + 1,54.3670,5 ) 1.1 = 7446, ( N ) Ta lấy tải trọng quy ước là tải trọng lớn hơn => Q = 7446,6 (N) Tải trọng tương đương: QE = m Qim Li Li 4 = 7446, 13 + 0, 73 = 6520,9 ( N ) 8 => Cd = QE m L = 6520,9 130,3 = 33 kN Thỏa mãn khả năng tải động của ổ 4. Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ Theo CT 1118/221[TL1] : Qt C0 Tra bảng 116/221[TL1], với ổ bi đỡ chặn một dãy : X0 = 0,5 ; Y0 = 0,47 Theo CT 1119 và CT 1120 ta có: Với ổ 20 ta có : Qt = X Fr + Y0 Fa 0= 0,5.5634,4+0,47.2000,2 = 3757,29 (N) e = 0,355 V Fr1 1.1502, X1 = 0,45 Y1 = 1,54 Tải trọng quy ước trên ổ 0 và ổ 1 là: Q0 = ( X V Fr + Y0 Fa ) K t K d = ( 0, 45.1.8129, + 1,54.2885,9 ) 1.1 = 8102,5 ( N ) Q1 = ( X 1.V Fr1 + Y1.Fa1 ) K t K d = ( 0, 45.1.1502, + 1,54.1215, ) 1.1 = 2548 ( N ) Ta lấy tải trọng quy ước là tải trọng lớn hơn => Q = 8102,5 (N) Tải trọng tương đương: QE = m Qim Li Li 4 = 8102,5 13 + 0, = 7095, ( N ) 8 => Cd = QE m L = 7095, 37, = 23, ( kN ) Thỏa mãn khả năng tải động của ổ 4. Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ Theo CT 1118/221[TL1] : Qt C0 Tra bảng 116/221[TL1], với ổ bi đỡ chặn một dãy : X0 = 0,5 ; Y0 = 0,47 Theo CT 1119 và CT 1120 ta có: Với ổ 30 ta có : Qt = X Fr + Y0 Fa 0= 0,5.8129,4+0,47.2885,9 = 5421,1(N)