intTypePromotion=1

Đồ án chi tiết máy - Đề 43: Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Chia sẻ: Danbo Vu | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:44

0
128
lượt xem
20
download

Đồ án chi tiết máy - Đề 43: Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án chi tiết máy - Đề 43 "Thiết kế hệ dẫn động cơ khí" được thực hiện với các nội dung: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền, tính toán thiết kế bộ truyền , tính trục chọn ổ lăn, kết cấu vỏ hộp. Để nắm vững hơn nội dung kiến thức đề tài mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án chi tiết máy - Đề 43: Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

  1.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY       ĐỀ SỐ 43: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Thông số đầu vào :                                  1. Lực kéo băng tải   F = 9600 N                                 2. Vận tốc băng tải  v =0,14 m/s              3. Đương kinh tang ̀ ́ D = 390 mm              4. Thời hạn phục vụ   Ih= 6 năm               5. Số ca làm việc:  Số ca = 1 ca               6. Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngoài: 45o              7. Đặc tính làm việc: Êm  PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1.Chọn động cơ điện 1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ                                   Pct=   Trong đó   Pct : Công suất cần thiết trên trục động cơ  (kW).             Plv : Công suất làm việc của động cơ          (kW). Hiệu suất của bộ truyền: (1) Tra bảng   ta có: Hiệu suất của một cặp ổ lăn : = 0,99 Hiệu suất của bộ đai : 0,96 Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : 0,97 Hiệu suất của khớp nối:   0,99 Thay số vào (1) ta có: = 0,993.0,96.0,972.0,99 = 0,87 Do tải trọng thay đổi.                  Plv=Ptd             Ptđ =   Trang 1 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  2.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  Mà ta có :                   F=    => T1=                                       Trong đó : F : Là lực băng tải (N)                                                        d : đường kính tang (m)  T1= =  = 1,872 (kN.m) T2 = 0,6T1 = 0,6.1,872=1,1232 (kN.m)  Công suất tương đương                        Ptđ = =  = 1,49 (kW) Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là : 1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ Trên trục công tác ta có: nlv =  Trong đó : (2) Tra bảng  ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của: Truyền động đai:         4 Truyền động bánh răng trụ: ubr = 30 (hộp giảm tốc một cấp) Thay số vào (2) ta có: =4.30 = 120  Suy ra : 120.6,86 = 823,2  (v/ph)  Chọn số vòng quay đồng  bộ : ndc = 705 (v/ph) 1.1.3.Chọn động cơ            Từ Pyc = 1,71 (kW)  & ndc = 705  (v/ph) Tra bảng phụ lục  ta có động cơ điện  Pđc  cosφ ɳ đc k (T /T )  dn Kiểu động cơ (KW) 4A112MA8Y3 2,2 705 0,71 76,5 2,2 1,8 1.2.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN. ­ Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống  2
  3.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành        Tỉ số truyền chung của hệ thống là : Mà:               uch = uh . uđ                Trong đó:  uh = Tỉ số truyền của hộp giảm tốc                                     uđ : Tỉ số truyền của bộ truyền đai Chọn:    uđ = 4    => uh =  =  = 25,69 Đối với HGT bánh răng trụ 2 cấp đồng trục ta có         u1 = u2 =  1.3. TÍNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC          1.3.1.Công suất trên các trục Công suất danh nghĩa trên trục động cơ (tính ở trên) là: Pct = 1,71 (kW) Công suất danh nghĩa trên trục I là :  Công suất danh nghĩa trên trục II là  :  Công suất danh nghĩa trên trục III là: Công suất danh nghĩa trên trục IV là:   1.3.1.Số vòng quay  Số vòng quay trên trục động cơ:  nđc = 705 (vg/ph) Số vòng quay trên trục I:    Số vòng quay trên trục II:  Số vòng quay trên trục III:  Số vòng quay trên trục IV:  1.3.3.Mômen xoắn trên các trục  Mômen xoắn thực trên trục động cơ là : Trang 3 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  4.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  Mômen xoắn trên trục I là : Mômen xoắn trên trục II là :            Mômen xoắn trên trục III là : Mômen xoắn  trên trục IV là :        1.3.4 Bảng thông số động học     Trục  Động cơ I II III IV Thông số u ukn= 1 u1 =5,06 u2 =5,06 uđ =4 P 1,71 1,67 1,61 1,56 1,48 (v/ph) n 705 705 139,3 27,53 6,88 (kW) T 23163 22621 110376 541155 2054360 (N.mm) 4
  5.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN  2.1.Tính toán thiết kế bộ truyền đai. 2.1.1.Chọn loại đai và tiết diện đai. Chọn đai thang thường. Tra đồ thị với các thông số:P=2,2 (kW)  và =1420 (v/ph)  ta chọn tiết diện đai  thang thường loại : A 2.1.2.Tính đường kính bánh đai.  * Tính đường kính đai nhỏ :  d1. Chọn theo tiêu chuẩn theo bảng: Ta chọn =125 mm      Kiểm tra vận tốc đai:   chọn ε = 0,015            Tra bảng ta chọn  theo tiêu chuẩn: d2 = 500 (mm)  Tỷ số truyền thực: ut  =  =  = 4 = uđ 2.1.3.Xác định khoảng cách trục a. Theo [1]      2(d1+d2) ≥ a ≥ 0,55 (d1 + d2) + h  2(125+500) ≥ a ≥ 0,55 (125 + 500) + 8  351,75 ≤ a ≤ 1250                 (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn :  a = 475 (mm) (= 0,95) Trang 5 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  6.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  * Chiều dài đai. Theo [1]            L = 2.a + π.  +  Theo tiêu chuẩn B[1] chọn : L= 2000 (mm) Dựa vào bảngta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn Số vòng chạy của đai trong. Thỏa mãn. * Xác định lại khoảng cách trục a  Theo [1] :                     Trong đó :                  Vậy:  Vậy a = 475  (mm) được chọn thỏa mãn. * Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ. Vì góc ôm bánh đai nhỏ trong TH này luôn nhỏ hơn góc ôm bánh đai lớn vì  vậy nếu góc ôm bánh đai nhỏ thỏa mãn thì góc ôm bánh đai lớn cũng thỏa  mãn điều kiện không trượt trơn.  Vì α1 > αmin = 120 o . => Thỏa mãn điều kiện không trượt trơn giữa đai và bánh đai. 2.1.4.Tính số đai Z. Số đai Z được tính theo công thức:                               Trong đó:                      P: Công suất trên bánh đai chủ động.TH này cũng chính là công  suất động cơ (kW)  .        P= 2,27 (KW) :Công suất cho phép.Tra bảng  theo tiết diện đai A,  [P0] = 1,17 (kW) ; l0= 1700 :Hệ số tải trọng động.Tra bảng ta được:       kd= 1,25 (Do cơ cấu làm việc 1 ca)  6
  7.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  :Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm. Theo [1] Cα =1­0,0025.(180­α1)      = 1­0,0025.(180­135) = 0,8875 :Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai. Tra bảngvới = =1,17  ta được:  :Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền. Tra bảng  ta được : :Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai. Tra bảng Z’ = =   => Chọn Cz = 0,95 Vậy:    Lấy Z=3 Trang 7 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  8.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  2.1.5.Các thông số cơ bản của bánh đai. Chiều rộng bánh đai B=(Z­1).t+2.e Tra bảngta được : Vậy : B=(Z­1).t+2.e = (3­1).15+2.10 = 50 (mm) * Góc chêm của mổi rãnh đai: *  Đường kính ngoài của bánh đai:  da1 = d1 + 2.h0 = 125 + 2.3,3 = 131,6 (mm) da2 = d2 + 2.h0 = 500+ 2.3,3 = 506,6 (mm) * Đường kính đáy bánh đai: df1 = da1 ­ H = 131,6 – 12,5 = 119,1 (mm) df2 = da2 ­ H =506,6 – 12,5 = 494,1  (mm) 2.1.6.Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. Lực căng ban đầu:                     Trong đó:            Fv: Lực căng do lực li tâm sinh ra                                         : khối lượng 1(m) đai  Tra bảng  với tiết diện đai A ta được =0,105(kg/m) Nên : Fv = 0,105.4,61= 2,23  (kg.m/s2) Do đó: Lực tác dụng lên trục bánh đai: 8
  9.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  2.1.7.Tổng kết các thông số của bộ truyền đai:  Thông số Ký hiệu Giá trị Tiết diện đai A Đường kính bánh đai nhỏ 125 Đường kính bánh đai lớn 500 Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ 131,6 Đường kính đỉnh bánh đai lớn 506,6 Đường kính chân bánh đai nhỏ 119,1 Đường kính chân bánh đai lớn 494,1 Góc chêm rãnh đai 36 o Số đai z 3 Chiều rộng đai 50 Chiều dài đai 2000 Khoảng cách trục 475 Góc ôm bánh đai nhỏ 135 o Lực căng ban đầu 190,96 Lực tác dụng lên trục 1058 Trang 9 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  10.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  2.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng  2.2.1.Thông số đầu vào: P = P1 =2,16  (KW) T = T1 =  40820 (N.mm) n = n1 = 505,34 (v/ph) u = ubr = 4 Lh = 23000 (giờ)  2.2.2.Chọn vật liệu Vật liệu bánh lớn: ­ Nhãn hiệu thép: C45 ­ Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện ­ Độ rắn: HB = 192÷240; ta chọn HB2 = 230 ­ Giới hạn bền: σb2 = 750 MPa ­ Giới hạn chảy: σch2 = 450 MPa Vật kiệu bánh nhỏ: ­ Nhãn hiệu thép: C45 ­ Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện ­ Độ rắn: HB = 241÷285; ta chọn HB1 = 245 ­ Giới hạn bền:  σb1 = 850 MPa ­ Giới hạn chảy: σch1 = 580 MPa 2.2.3.Xác định ứng suất cho phép 10
  11.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  Xác định ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép Chọn sơ bộ: ZR.Zv.KxH = 1 YR.YS.KxF  = 1 và KFC = 1 (tải quay 1 chiều)  do đó ta có: SH, SF : Hệ số an toàn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn Tra bảng 6.2 với: ­ Bánh răng chủ động:  SH1=1,1   ;   SF1=1,75 ­ Bánh răng bị động:    SH2= 1,1   ;   SF2=1,75 o Hlim1  = 2.HB1+ 70 = 2. 245+ 70 = 560  (MPa) o            Flim1  = 1,8.HB1  = 1,8 . 245 = 441  (MPa) o         Hlim2  = 2.HB2 + 70 = 2. 230 + 70 = 530  (MPa)             oFlim2 = 1,8. HB2 = 1,8 . 230 = 414  (MPa)  +  KHL, KFL : là hệ số tuổi thọ xác định theo công thức:                                       Với: mH , mF : là bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn,  do HB  NHO1   =>   KHL1 = 1 NHE2 > NHO2   =>   KHL2 = 1 Trang 11 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  12.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  NFE1 > NFO1   =>   KFL1 = 1      NFE2 > NFO2   =>   KFL2 = 1 Thay vào ta được :                Do đây là bánh răng côn răng thẳng nên [] = min(,) = 481,82 (MPa) Ứng suất cho phép khi quá tải [ ] = 2,8. H max  ch   [ ] H1 max  = [ ]  = 2,8.580 = 1624(MPa) H2 max [ F]max = 0,8. ch    [ F1]max = [ F2]max = 0,8.450 = 360  (MPa) ;  2.2.4.Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài Re và đường kính chia ngoài de Chiều dài côn ngoài  Trong đó: +  KR : hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại răng,với bộ truyền bánh  côn răng thẳng bằng thép              KR = 0,5.Kd = 0,5. 100  = 50 MPa1/3  (do Kd=100 Mpa1/3 )  ; +  Kbe : hệ số chiều rộng vành răng               Kbe= 0,25..0,3  ,  do u1 = 4 > 3    Kbe = 0,25       +  KH  : hệ  số  kể  đến sự  phân bố  không đều tải trọng trên chiều rộng   vành răng bánh răng côn. Theo bảng 6.21 , với: Kbe.u1/( 2 ­ Kbe) = 0,25.4/(2 – 0,25) = 0,57 với ổ đũa    ta được :  KH  = 1,13      +  T1 = 40820 Nmm ­ mômen xoắn trên trục I       +  [ H]=481,82 MPa  Vậy : chiều dài côn ngoài sơ bộ Re là: Đường kính chia ngoài sơ bộ de1 của bánh răng chủ động là: 2.2.5.Xác định các thông số ăn khớp 12
  13.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  a. Xác định mô đun vòng ngoài và vòng trung bình mte ,mtm : + Số răng bánh nhỏ Z1: Từ de1 = 64,22  (mm) và tỉ số truyền u = 4 ,tra bảng (6.22) ,ta có: Z1p = 16   Với: HB1, HB2 
  14.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  Vận tốc vòng trung bình của bánh răng: Tra bảng 6.13Tr106/TL1 với bánh răng côn răng thẳng và v = 1,51 (m/s) ta  được cấp chính xác của bộ truyền là: CCX =8 Tra phụ lục 2.3 [250/TL1] với:   CCX = 8  HB 
  15.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành   – Hệ số trùng khớp của răng:  – hệ số trùng khớp ngang:  – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:  = 1.1,13.1,05 = 1,19 b­ chiều rộng vành răng: Thay vào ta được: Kiểm tra: b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn: , ­ ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:  – hệ số tải trọng khi tính vê uốn :  – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng : Do là bánh răng côn răng  thẳng :  Yβ = 1  – Hệ số dạng răng : Tra bảng 6.18 [109/TL1] với : Ta được: Thay vào ta có :  Thỏa mãn. 2.2.8. Một vài thông số hình học của cặp bánh răng : Đường kính vòng chia : Trang 15 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  16.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  Chiều cao răng ngoài :  Chiều cao đầu răng ngoài :  Chiều cao chân răng ngoài : Đường kính đỉnh răng ngoài : 2.2.9.Bảng tổng hợp một vài thông số của bộ truyền bánh răng : Thông số Ký hiệu Giá trị Chiều dài côn ngoài Re 134(mm) Mô đun vòng ngoài mte 2,5(mm) Chiều rộng vành răng b 34(mm) Tỉ số truyền utt 4 Góc nghiêng của răng β Số răng của bánh răng Z1 26 Z2 104 Hệ số dịch chỉnh chiều cao x1 0,38 x2 ­0,38 Đường kính vòng chia ngoài de1 65(mm) de2 260(mm) Góc côn chia δ1 δ2 Chiều cao răng ngoài he 5,5(mm) Chiều cao đầu răng ngoài hae1 3,45(mm) hae2 1,55(mm) Chiều cao chân răng ngoài hfe1 2,05(mm) hfe2 3,95(mm) 16
  17.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  Đường kính đỉnh răng ngoài dae1 71,69(mm) dae2 260,75(mm) Trang 17 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  18.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  PHẦN 3 : TÍNH TRỤC, CHỌN Ổ LĂN 3.1.Tính chọn khớp nối. Thông số đầu vào: Mômen cần truyền:  Đường kính trục cần nối: 29,65 (mm) Chọn khớp nối. Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục Chọn khớp nối theo điều kiện: Trong đó ­ Đường kính trục cần nối  –Mômen xoắn tính toán  k ­Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1Tr58 [2] lấy k=1,2 T­ Momen xoắn danh nghĩa trên trục:  Do vậy  Tra bảng 16.10a [2] tr 68 với điều kiện Ta được: Tra bảng 16.10bTr69 [2] với  3.1.1.Kiểm nghiệm khớp nối. Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện: a) Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi  ­Ứng suất dập cho phép của vòng cao su  Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:  Thỏa mãn. b) Điều kiện bền của chốt: Trong đó: 18
  19.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  []­ Ứng suất uốn cho phép của chốt.Ta lấy []=(60) MPa; Do vậy, ứng suất sinh ra trên chốt:  Thỏa mãn. 3.1.2.Lực tác dụng lên trục. Ta có  Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:                                    Thông số   Kí hiệu    Giá trị Mômen xoắn lớn nhất có thể truyền được 250 (N.m) Đường kính lớn nhất có thể của nối trục 32 (mm) Số chốt        Z 6 Đường kính vòng tâm chốt 105 (mm) Chiều dài phần tử đàn hồi 28(mm) Chiều dài đoạn công xôn của chốt 34 (mm) Đường kính của chôt đàn hồi 14 (mm) Lực tác dụng lên trục Fkn 596,08 (N) 3.2.Tính sơ bộ trục  3.2.1.Chọn vật liệu chế tạo trục. Vật liệu làm trục chọn là thép 45 tôi cải thiện. 3.2.2.Tính sơ bộ đường kính trục theo momen xoắn. Theo công thức 10.9Tr188 [1], ta có: Chọn Chiều rộng ổ lăn trên trục: Tra bảng 10.2Tr189 [1]: Trang 19 Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí                                                  SVTH: Nguyễn Văn  Trứ
  20.  Đồ Án Chi Tiết Máy                                                        GVHD:     Nguy   ễn Xuân Hành  với     3.2.3.Xác định lực từ các chi tiết, bộ truyền tác dụng lên trục.   Lực tác dụng lên trục I  Lực tác dụng lên trục I từ bộ truyền đai :  = 376,86 (N)  Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn răng thẳng :  Lực vòng:  Lực hướng tâm:  =.tan= 1433,79.tan.cos = 506,27 (N)  Lực dọc trục:  =.tan= 1433,79.tan.sin,04 = 126,6 (N) Lực tác dụng lên trục II Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:  o Lực vòng:  = 1433,79 (N) 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2