intTypePromotion=3

Đồ án môn học Chi tiết máy: Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3)

Chia sẻ: Nguyễn Hoàng Thi | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:34

0
606
lượt xem
140
download

Đồ án môn học Chi tiết máy: Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3)

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

Đồ án môn học Chi tiết máy: Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3) trình bày về cách thức thiết kế một hệ thống dẫn động xích tải gồm động cơ điện 3 pha không đồng bộ; bộ truyền đai thang; hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển; nối trục đàn hồi; bộ phận công tác (xích tải).

 

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học Chi tiết máy: Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3)

  1. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY GVHD :  PHẠM MINH TUẤN SVTH : NGUYỄN HOÀNG THI MSSV :  21103338 ĐỀ TÀI: Đề số 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Phương án số: 3 hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1­ Động cơ điện 3 pha không đồng bộ. 2­ Bộ truyền đai thang. 3­ Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển. Page | 1 
  2. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI 4­ Nối trục đàn hồi. 5­ Bộ phận công tác (xích tải). Số liệu thiết kế: Lực vòng trên xích tải:  F = 6500 N Vận tốc xích tải: v = 1,5 m/s Số răng đĩa xích dẫn: z = 11 răng Bước xích: p = 110 mm Thời gian phục vụ:  L = 7 (năm) Quay một chiều, làm việc một ca, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ, một năm  làm việc 240 ngày. Chế độ tải:  T1  =  T   T2  = 0.8T T3 = 0,7T  t1   =  17 s   t2  = 17 s. t3 = 10 s Sai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu   ≤ ± 5 % ========================================== PHẦN 1 : XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG 1. Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ : a. Công suất đẳng trị trên xích tải: Pdt =    Pmax Pdt =    9,75 Pdt =    8,8387 (KW) b. Hiệu suất của toàn bộ hệ thống: ηΣ = ηđ . ηbr1 . ηbr2 . ηkn .  (ηol)3 tra bảng 3.3 tài liệu [1] ta có: Page | 2 
  3. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI ηđ = 0.95  hiệu suất bộ truyền đai ηbr1 = ηbr2 = 0.95  hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ηol = 0.99  hiệu suất ổ lăn ηkn = 0.99 hiệu suất khớp nối trục. vậy   ηΣ = 0.8236 c. Công suất đẳng trị trên trục động cơ:  (KW) d. Số vòng quay trên trục động cơ: Số vòng quay của đĩa xích tải ( công thức 2.17 tài liệu [2] ) ( vòng/phút ) Tỉ số truyền sơ bộ: Tra bảng 2.4 tài liệu [2] ta có: usbđ = 3, usbh = 12 => usbc = 36 số vòng quay sơ bộ cần thiết của động cơ: nsbct = nxt . usbc =74,38.36=2677,68 (vòng/phút ) 2. Chọn động cơ : Động cơ được chọn cần thỏa điều kiện: Tra bảng P.1.1 tài liệu [2] ta chọn động cơ có số hiệu 4A132M2Y3 có  thông số như sau: ­ công suất: P = 11 KW ­ vận tốc quay: n = 2907 v/p ­ hệ số công suất: cosφ = 0,9 ­ Hiệu suất: η% = 88 3. Phân phối tỉ số truyền: Tỷ số  Tỷ số  Tỷ số  Tỷ số  Số  Tỷ số  truyền  truyền  truyền  truyền  Động cơ vòng  truyền  hộp  bộ  cặp  bánh  quay chung giảm  truyền  bánh  răng 1 tố c đai răng 2 4A132M2Y3 2907 39 13 3 3 4,3 4. Công suất, momemt, vận tốc trên các trục: a. Trục II:  KW  v/p  N.mm Page | 3 
  4. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI b. Trục sI:  KW  v/p  N.mm c. Động cơ:  KW  v/p  N.mm  Bảng số liệu thiết kế bộ truyền cơ khí: Trục Động cơ Trục I Trục II Trục III Công suất (KW) 11,83 11,13 10,47 9,85 Tỉ số  3,25 4,32 2,78 truyền Vận tốc (v/p) 2907 894,46 207,05 74,48 Moment xoắn  38864 118833 482920 1262990 (N.mm) ========================== ========= Page | 4 
  5. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Phần 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT 1. Thông số thiết kế: Công suất:  P1 = 5,5 KW Vận tốc:  n1 = 716 v/p Moment: T1 = 73359 N.mm Tỉ số truyền: uđ = 4 Điều kiện làm việc: quay 1 chiều, làm việc 2 ca, va đập nhẹ. Ta chọn vật liệu đai là vải cao su. 2. Tính d1.  mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 225 mm 3. Vận tốc:  m/s 4. Tính d2. Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 900mm Tính lại tỉ số truyền u: 5. Tính chiều dài đai L. ­ Tính sơ bộ khoảng cách trục:  a > 2(d1 + d2)=2250 mm chọn a sơ bộ = 2250 mm Page | 5 
  6. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI ­ chiều dài đai:  mm Tăng L thêm 200 mm để nối đai Vậy L = 6500 mm ­ tính lại khoảng cách trục:  a = 2241 mm kiểm tra: Vậy giá trị L thỏa điều kiện làm việc. 6. góc ôm đai.  rad 7. chiều dày đai. Chọn  mm 8. bề rộng đai. (1) Trong đó: Với  =2,17 ( tra bảng 4.7 tài liệu [1] với =1,8 Mpa ) ( vì v 
  7. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Thế vào (1) ta có:  mm Theo tiêu chuẩn ta chọn b = 60 mm 9. Bề rộng bánh căng đai. Tra bảng 4.5 tài liệu [1] ta có ứng với b = 60 mm thì B = 70 mm Vậy thiết kế bánh căng đai có bề rộng B = 70mm 10.Tính lực tác dụng. ­ Lực căng ban đầu:  N ­ Lực tác dụng lên trục và ổ lăn:  N Bảng thông số thiết kế bộ truyền đai: P1 (KW) n1 (v/p) d1 (mm) d2 (mm) a (mm) 5,5 716 225  900 2241 Fr (N) Fo (N) B (mm) b (mm) 2403  810 70 60 α1 (0) u L (mm) δ (mm) 162,82  4 6500 7,5 ========================== ========= Page | 7 
  8. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Phần 3:  THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG 1. Thông số thiết kế: vì bộ  truyền bánh răng được bôi trơn tốt ( bộ truyền kín ), để  tránh hiện   tượng tróc rỗ mặt răng, ta chọn phương án tính toán thiết kế theo độ  bền   mỏi tiếp xúc. ­ Công suất: P = 4,88 KW ­ Moment xoắn: T = 260358 Nmm ­ Thời gian làm việc tính theo giờ: h 2. Chọn vật liệu o Bánh răng dẫn là thép C45 tôi cải thiện có: độ rắn 250 HB. Giới hạn mỏi: Mpa Giới hạn mỏi uốn:  Mpa Hệ số an toàn:  SH = 1,1 SF = 1,75 Page | 8 
  9. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI o Bánh bị dẫn là thép C45 thường hóa,  độ rắn 235 HB. Giới hạn mỏi: Mpa Giới hạn mỏi uốn:  Mpa Hệ số an toàn:  SH = 1,1 SF = 1,75 (bảng 6.13 trang 220 tài liệu [1] ) 3. ứng suất cho phép: a. ứng suất tiếp xúc: Xác định số chu kì làm việc tương đương NHE và hệ số tuổi thọ KL: o Đối với bánh dẫn: Vì mỗi vòng quay bánh răng chỉ ăn khớp 1 lần nên c = 1  chu kì Số chu kì làm việc cơ sở NHO : NHO1 = 30HB2,4 = 30.2502,4 = 0,17.108 chu kì Vì NHE1 > NHO1 do đó  o Đối với bánh bị dẫn:  chu kì Số chu kì làm việc cơ sở NHO : NHO2 = 30HB2,4 = 30.2352,4 = 0,15.108 chu kì Vì NHE2 > NHO2 do đó  Xác định giá trị ứng suất tiếp xúc cho phép:  MPa  MPa Page | 9 
  10. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Đối với bánh răng côn răng thẳng, thì ứng suất tiếp xúc cho phép khi tính  toán chọn theo giá trị nhỏ nhất từ hai giá trị , Do đó  Mpa b. ứng suất uốn cho phép. (1) Trong đó: KFC = 1  : hệ số xét đến ảnh hưởng khi làm việc đảo  chiều. o số chu kì làm việc tương đương : o bánh dẫn: Vì   NFE1 = 1,235.108 > NFO = 4.106 do đó KFL1 = 1. o Bánh bị dẫn: Vì  NFE2 = 0,38.108 > NFO = 4.106 do đó KFL2 = 1. Thế các giá trị tìm được vào (1) ta có: MPa  Mpa 4. Các thông số bánh răng: a. Đường kính vòng chia ngoài: Trong đó: =1,281( tra bảng 6.18 tài liệu [I] ) b. Tra bảng 6.19 trang 249 tài liệu I  Page | 10 
  11. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Ta chọn z1p = 20 răng, và do H1 và H2 đều 
  12. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI l. Theo bảng 6.3 tài liệu [1] với v 
  13. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI b. Hệ số dạng răng: c. Tỉ số so sánh độ bền uốn: Vì  nên ta tính toán độ bền uốn theo bánh răng dẫn ứng suất uốn: Với KF = KFv . KFβ= 1,43.1,08 = 1,54. Hệ số tải trọng tính Vậy  nên bánh răng đủ bền uốn. 8. Thông số thiết kế bộ truyền bánh răng côn, răng thẳng. Công suất trên trục bánh răng dẫn P1(kW) = 4,88 Số vòng quay trục bánh răng dẫn n1(v/ph) = 179 Mômen xoắn trên trục bánh răng dẫn T1(Nmm) = 260358 Tỉ   số   truyền   bộ   truyền   bánh   răng   nón   răng  ubr = 3,25 thẳng Tổng số giờ làm việc Lh(giờ) = 24000 Vật liệu bánh dẫn ­ Độ rắn HRC = 250 Vật liệu bánh dẫn ­ Giới hạn bền b(MPa) = 1,8 Vật liệu bánh dẫn ­ Giới hạn chảy ch (MPa) =  Vật liệu bánh bị dẫn ­ Độ rắn HRC = 235 Vật liệu bánh bị dẫn ­ Giới hạn bền b(MPa) =  Page | 13 
  14. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Vật liệu bánh bị dẫn ­ Giới hạn chảy ch (MPa) =  Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán [ 0H ](MPa) = 441,8 Ứng suất uốn cho phép tính toán [ 0F ](MPa) = 241,7 Chọn hệ số tải trọng tính KH  = 1,281 Chọn hệ số bề rộng bánh răng be  = 0,285 Đường kính vòng chia ngoài bánh dẫn de1  tính  de1  (mm) =119,5             toán Chọn số răng Z1p Z1p (răng) = 20 Số răng bánh dẫn Z1(răng) = 32 Số răng bánh bị dẫn Z2(răng) = 104 Mô đun ngoài tiêu chuẩn me (mm) = 4,23 Đường kính vòng chia bánh dẫn de1(mm) = 128 Đường kính vòng chia bánh bị dẫn de2(mm) = 416 Sai số tỉ số truyền cả hệ thống u (%) = 0 Đường kính trung bình bánh dẫn dm1(mm) =109,76  Đường kính trung bình bánh bị dẫn dm2(mm) = 356,72 Góc đỉnh nón chia bánh dẫn 1  (độ) = 17,1 Góc đỉnh nón chia bánh bị dẫn 2  (độ) = 72,9 Chiều dài đường sinh mặt nón chia Re (mm) = 217,6 Bề rộng bánh răng b (mm) =62  Cấp chính xác chế tạo CCX = 9 Lực vòng trên bánh dẫn Ft1 (N) = 4653,4 Lực dọc trục trên bánh dẫn Fa1 (N) = 498 Lực hướng tâm trên bánh dẫn Fr1 (N) = 1618,83 Page | 14 
  15. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI ============================= Phần 4: THIẾT KẾ TRỤC 1. Thiết kế trục I. a. Thiết kế sơ bộ: o Trục I truyền moment xoắn từ bánh đai đến bánh dẫn của  hộp giảm tốc một cấp, có bánh đai và bánh răng côn răng thẳng ở  ngoài, cặp ổ lăn ở giữa. o Chọn vật liệu. Page | 15 
  16. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Chọn vật liệu là thép C35 có:     ứng suất cho phép                   [σ] = 65 Mpa;    [τ] = 20 Mpa Giới hạn bền  = 560 MPa, giới hạn chảy  = 320 MPa     = 280 Mpa;     = 140 Mpa o Khoảng cách trục theo chiều dài. Tra bảng 10.2 tài liệu [1] với T = 260358 N.mm ta chọn: f = 80 mm khoảng cách giữa bánh đai với ổ lăn 1. e = 95 mm khoảng cách giữa 2 ổ lăn. u = 85 mm khoảng cách giữa ổ lăn 2 và bánh răng. x = 10 mm w = 40 mm bề rộng ổ lăn. b. Phân tích lực tác dụng lên trục I: Page | 16 
  17. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI  Trong đó:  o Moment xoắn:  T1 =260358 N.mm o Lực tác dụng lên lên bánh đai:  Fr = 2403 N o Lực tác dụng lên bánh răng: Lực tiếp tuyến:  = 4653,4 N Lực hướng tâm:   = 1618,83 N Lực dọc trục:   = 498 N Moment uốn:   Tính toán sơ bộ đường kính trục c. Tính toán độ bền: o Trong mặt phẳng oyz: Page | 17 
  18. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI o Trong mặt phẳng oxz: o Vẽ biểu đồ moment với: Page | 18 
  19. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI d. Moment tương đương tại tiết diện nguy hiểm:  Dựa vào biểu đồ moment ta thấy tiết diền nguy hiểm tại B Moment uốn tại B: Moment tương đương tại B: Đường kính trục tại B: Page | 19 
  20. ĐAMH chi tiết máy NGUYỄN HOÀNG THI Do tại tiết diện nguy hiểm có lắp ổ lăn nên ta chọn Ta chọn các kích thước còn lại như hình: Kiểm tra lại tiết diện: Tại vị trí A: Tại vị trí lắp bánh răng: e. Chọn then bằng: o Thông số cho trước: Moment xoắn:  Đường kính trục:  ,  Chiều dài mayơ:  ,  Điều kiện làm việc: tải va đập nhẹ. o Vật liệu: chọn vật liệu là thép 45 có: ứng suất cắt cho phép:  ứng suất dập cho phép:  Page | 20 
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản