Đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy: Động cơ-bộ truyền đai-bộ truyền bánh răng trụ nghiêng-khớp nối-băng tải

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung đồ án môn học chi tiết máy bao gồm: Tính toán bộ truyền trong và bộ truyền ngoài; Thiết kế trục và chọn ổ lăn; Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy: Động cơ-bộ truyền đai-bộ truyền bánh răng trụ nghiêng-khớp nối-băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Giáo viên hướng dẫn : Ts Vũ Ngọc Thương Sinh viên thực hiện : Lỗ Quốc Huy Lớp : 61CĐT3 MSV : 1951201704 Hà Nội, 9/2022
LỜI MỞ ĐẦU Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động cơ khí, cụ thể ở đây là thiết kế hệ dẫn động băng tải, với hộp giảm tốc một cấp bánh răng côn với yêu cầu về lực cũng như vận tốc và các đặc trưng khác. Đồ án môn học chi tiết máy với bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế các chi tiết máy trong lĩnh vực cơ khí nhằm nâng cao kỹ năng tính toán , hiểu sâu hơn về kiến thức đã học. Nội dung đồ án môn học chi tiết máy bao gồm: Tính toán bộ truyền trong và bộ truyền ngoài. Thiết kế trục và chọn ổ lăn. Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn. Đồ án môn học chi tiết máy là tài liệu dùng để thiết kế chế tạo các hệ dẫn động cơ khí, nhưng đây không phải là phương án tối ưu nhất trong thiết kế hệ dẫn động do những hạn chế về hiểu biết và kinh nghiệm thực tế. Trong quá trình làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là Ts Vũ Ngọc Thương, em đã hoàn thành xong đồ án môn học của mình Em xin chân thành cảm ơn ! Lỗ Quốc Huy Khoa Cơ khí – Trường Đại học Thủy lợi
Đề 2.1: Động cơ – bộ truyền đai – bộ truyền bánh răng trụ nghiêng– khớp nối -băng tải Hệ thống xích tải gồm: 1. Động cơ điện 3 pha KĐB rotor lồng sóc 2. Bộ truyền đai 3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 4. Nối trục đàn hồi 5.Băng tải
Số liệu thiết kế: Đề số 2.1 Lực trên băng tải (N) 1080 Vận tốc băng tải (m/s) 1.7 Đường kính tang quay băng tải 380 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @ (độ) 90 Thời gian phục vụ ( năm) 3 1 năm làm việc ( ngày) 280 Số ca làm việc 2 Thời gian 1 ca làm việc 8(h) Đặc tính tải trọng Làm việc êm Môi trường làm việc Không bụi Điều kiện môi trường Đạt yêu cầu
Chương I: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 1.1. Chọn động cơ - Công suất làm việc: Plv = P1 = = = 1,84 (kW) (CT2.11/20[1]) - Ta có tải trọng không thay đổi, công suất tính toán là: Pt = Plv = 1,84 (kW) (CT2.11/20[1]) - Hiệu suất truyền động: η = ηol3 . ηđ . ηbr . ηk = 0,993. 0,95. 0,96. 0,99 = 0,88 Với ηol - Hiệu suất một cặp ổ lăn: ηol =0,99 ηđ - Hiệu suất bộ truyền đai: ηđ = 0,95 ηbr - Hiệu suất bộ truyền bánh rang: ηbr = 0,96 ηk - Hiệu suất khớp nối trụ bộ đàn hồi; trị số của hiệu suất được tra theo bảng 2.3/19[1] - Công suất cần thiết cho động cơ: Pct = = = 2,09 (kW) (CT2.8/19[1]) - Xác định số vòng quay trên trục máy công tác: nlv = = = 85,44 ( vòng/ phút) (CT2.16/21[1]) - Chọn sơ bộ tỉ số truyền của các bộ truyền:
usb = ubr . uđ = 4. 2= 8 (CT2.15/21[1]) (Bảng 2.4/21[1]) Trong đó: uđ = 2: tỉ số truyền đai ubr = 4: tỉ số truyền bánh răng trụ răng nghiêng - Xác định số vòng quay sơ bộ: nsb = nlv . usb = 85,44. 8 = 683,52 (vòng/ phút) (CT2.18/21[1]) - Ta có: Pct = 2,09 (kW) và nsb = 683,52 (vòng/ phút) Tra bảng Phụ lục P1.3 [1] chọn động cơ: Loại động cơ ( kW) 4A112MA8Y3 2,2 705 Động cơ 4A112MA8Y3 đáp ứng được điều kiện: Tra bảng P.1.3[1], ta được nđb = 750 (vòng/phút)  Chọn động cơ: 4A112MA8Y3 với Pđc= 2,2(kW) > Pct= 2,01; nđc = 705(vòng/phút); 1.2. Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền chung thực tế của hệ dẫn động: ut = = = 8,25 (CT3.23/48[1])
Với nđc : Số vòng quay của động cơ đã chọn (vòng/phút) nlv : Số vòng quay của trục máy công tác (vòng /phút) - Phân phối tỉ số truyền: Theo công thức 3.24[1] ta có: - ut = 8,25 - Có uhgt = ubr = 4 ( hộp giảm tốc 1 cấp) tra bảng 1.2 - Tính lại tỉ số truyền bộ truyền đai: uđ = = = 2,06 1.3. Tính các thông số trên trục 1.3.1. Công suất - Công suất trục làm việc: Plv = 1,84 (kW) - Công suất trục II: PII = = = 1,87 (kW) - Công suất trục I: PI = = = 1,96 (kW) - Công suất trục động cơ: Pđc = = = 2,06 (kW) 1.3.2. Số vòng quay - Số vòng quay trục động cơ: nđc = 705 (vòng/phút) - Số vòng quay trục I: nI = = = 342,23 (vòng/phút) - Số vòng quay trục II: nII = = = 85,55 (vòng/phút)
- Số vòng quay trục công tác: nlv = = = 85,55 (vòng/phút) 1.3.3. Mômen xoắn trên các trục - Mômen xoắn thực trên động cơ: Tđc = 9,55. 106. = 9,55. 106.= 28311.34 (Nmm) - Mômen xoắn trên trục I: TI = 9,55. 106. = 9,55. 106. = 54694,21 (Nmm) - Mômen xoắn trên trục II: TII = 9,55. 106. = 9,55. 106 .= 208749,27 (Nmm) - Mômen xoắn trên trục công tác: Tlv = 9,55. 106. = 9,55. 106 .= 205664,79 (Nmm) Trục Động cơ I II Làm việc Thông số
Công suất P(kW) 2.06 1,96 1,87 1,84 Tỉ số truyền u 2.06 4 1 Số vòng quay n 705 342,23 85,55 85,55 (vg/ph) Mômen xoắn T 28311.34 54694,21 208749,27 205664,79 (Nmm) Chương II. Tính toán thiết kế bộ truyền đai 2.1. Chọn tiết diện đai: - Thông số đầu vào bộ truyền ngoài: Pđc = 2.06 (kW) ? đc = 705 (vòng/phút)
Tđc = 28311.34 (Nmm) Chọn loại đai có tiết diện hình thang loại A 2.2. Chọn đường kính đai - Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 160 mm (bảng 4.13/59[1]) - Vận tốc đai : ? = = = 5,9m/s< ? ??? = 25 (m/s) → thỏa mãn điều kiện ? ≤ ? ??? - Đường kính bánh đai: ? 2 = ? đ. ? 1(1 - ?) = 2,06.160. (1 - 0,02) = 323,01 (??) Chọn đường kính tiêu chuẩn: ? 2 = 325 ?? ( Theo bảng 4.21[1]) - Tính toán tỉ số truyền thực tế: utt = = = 2,07 - Kiểm tra sai số lệch tỉ số truyền: Δu =.100% = .100% = 0,5% < 4% => d2 thỏa mãn điều kiện Δu < 4% 2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục a - Theo Bảng 4.14, chọn sơ bộ khoảng cách trục: = 1 => asb = 1.325= 325 (mm) - Chiều dài đai ? = 2.? sb + + = 2. 325 + +
= 1432,78 ?? Theo bảng (4.13/59[1]) chọn chiều dài đai tiêu chuẩn: L = 1500 mm - Kiểm tra số vòng chạy: i = = = 3,93 < ? ??? = 10 (vg/s) Tính chính xác khoảng cách trục: - Góc ôm của đai trên bánh đai nhỏ: ? 1 = 180o - = 1800 - =153,85o >120o (TM) 2.5. Xác định số đai z= (CT4.16/60[1]) Trong đó: ? 1: Công suất trên trục bánh đai chủ động (kW) : ? 1= 2,06 kW [? 0] : Công suất cho phép Từ bảng 4.19[1] (T62) bằng nội suy chọn: [? 0] = 1,32 ?? ? đ: Hệ số tải trọng động Từ bảng 4.7 (T55) và số ca làm việc là 2 => ? đ = 1,1 ? ? : Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm ? 1 Với ? 1 = 153,85° tra bảng 4.15[1] => ? ? = 0,92 ? u: Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Tra bảng 4.17[1] ⇒ ? u = 1,13
? L: Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai Từ bảng 4.16[1] (T61) với: == 0,84 ⇒ ? L = 0,95 ? z: Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, do = ≈ 1,56 Bảng 4.18[1] (T61) ⇒ ? z = 0,95 Từ các thông số đã chọn thay vào công thức tính z, ta được: ? = = 1,83 Chọn ? = 2 2.6. Xác định thông số cơ bản bánh đai Tra bảng 4.21[1] ta được ℎ0 = 3,3 (mm) t = 15 (mm) e = 10 (mm) H = 12,5 (mm) ? = 36° - Từ số đai z có thể xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức: ? = (? - 1). ? + 2.? = (2 - 1). 15 + 2.10 = 35 (mm) - Đường kính ngoài bánh đai : ? a1 = ? 1 + 2. ℎ0 = 160 + 2.3,3 = 166,6 (mm) ? a2 = ? 2 + 2. ℎ0 = 325 + 2.3,3 = 331,6(mm) - Đường kính đáy bánh đai : ? f1 = ? a1 - 2. ? = 166,6 - 2.12,5 = 141,6(mm) ? f2 = ? ?2 - 2. ? = 331,6 - 2.12,5 = 306,6(mm)
2.7. Xác định lực căng ban đầu và tác dụng lên trục - Lực căng đai: Fv = ? m. ? 2 = 0,105.5,92 = 3,66 (N) (Trong đó ? ? =0,105 (kg/m) : khối lượng 1m chiều dài đai) - Lực căng ban đầu: F0 = + Fv = +3,66 = 162,81 (N) - Lực tác dụng lên trục bánh đai: Fr = 2F0.z.sin = 2.162,81.2.sin = 634,35 (N) Thông số Ký hiệu Đơn vị Tiết diện đai A Đường kính bánh đai nhỏ d1 160mm Đường kính bánh đai lớn d2 325mm Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ ? a1 166,6(mm) Đường kính đỉnh bánh đai lớn ? a2 331,6(mm) Đường kính chân bánh đai nhỏ ? f1 141,6(mm) Đường kính đỉnh bánh đai lớn ? f2 306,6(mm) Góc chêm rãnh đai ? 36°
Số đai Z 2 Chiều rộng bánh đai B 35 (mm) Chiều dài đai L 1500 mm Khoảng cách trục a 359,62 mm Góc ôm bánh đai nhỏ ?1 153,85° Lực căng ban đầu F0 162,81 (N) Lực tác dụng lên trục Fr 634,35 (N) Chương III: Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 3.1. Chọn vật liệu bánh răng - Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ở đây chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau. Cụ thể, theo bảng 6.1[1] chọn: + Bánh nhỏ: thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241…285 có Độ rắn: Giới hạn bền: Giới hạn chảy:
+ Bánh lớn: thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 ... 240 có Độ rắn: Giới hạn bền: Giới hạn chảy: 3.2. Xác định sơ bộ ứng suất cho phép - Theo bảng 6.2[1] với thép C45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180 … 350, = 2HB + 70 ; SH = 1,1 ; = 1,8HB, SF = 1,75, SH = 1,1 - Chọn độ rắn bánh răng nhỏ: HB1 = 245 ; độ rắn bánh lớn HB2 = 215, khi đó: = 2HB1 + 70 = 2.241 + 70 = 552 (MPa) ; = 1,8.241 = 433,8(MPa) = 2HB2 + 70 = 2.215 + 70 = 500(MPa) ; = 1,8.215 = 387(MPa) - Số chu kỳ chịu tải theo (6.7),(6.8) NFE1 = NHE1 = 60.c.n1.Σt = 60.1.342,23. 13440 = 275974272 NFE2 = NHE2 = 60.c.n2.Σt = 60.1.85,55. 13440 = 68987520 Với: c - số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c =1 n - vận tốc vòng - tổng thời gian làm việc của bánh răng: 3.280.2.8 = 13440 (h) - Theo 6.5[1] NF0 = 4.106, NH0 = 30 do đó: NH01 = 30. 2452,4 = 16259974,39 ;
NH02 = 30. 2352,4= 14712420,33 - Hệ số tuổi thọ: + Vì NFE2 > NF0 => KFL1 = KFL2 = 1 + Vì NHE1 > NH01 => KHL1 = 1 + Vì NHE2 > NH02 => KHL2 = 1 - Ứng suất cho phép: + Bánh nhỏ: + Bánh lớn: - Ứng suất uốn cho phép: + Bánh nhỏ: + Bánh lớn: 1. Đối với bánh răng trụ, răng nghiêng 6.12[1] [σH]sb < 1,25 [σH]min 3.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ - Khoảng cách trục sơ bộ của bộ truyền bánh răng trụ
Ka - hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng. Tra bảng 6.5[1] ta có Ka = 43 u - tỷ số truyền: ubr = 4 T1: Momen xoắn trên trục chủ động. T1 = 54694,21(N.mm) Tra bảng 6.6[1] ta có Thay số ta có khoảng cách trục: Chọn 3.4: Xác định các thông số ăn khớp( bánh răng trụ nghiêng) Bước 1: Tính chọn Modun m Từ bảng 6.8[1] ta chọn được m = 1,5 Bước 2: Xác định số răng 2. Chọn sơ bộ góc nghiêng
Chọn Z1 = 30 Z2 = u.30 = 4. 30 = 120 3. Tỷ số truyền thực: ut = = = 3,97 4. Kiểm tra sai lệch tỷ số truyền: Bước 3: Xác định góc nghiêng của răng Bước 4: Xác định góc ăn khớp( ): Góc nghiêng răng trên trục cơ sở: 3.5: Xác định chính xác ứng suất cho phép Bước 1: Xác định vận tốc vòng của bánh răng: 6. Với đường kính vòng lăn: Vận tốc vòng của bánh răng trụ nghiêng: Bước 2: Xác định thông số ứng suất cho phép:
Bánh nhỏ: Bánh lớn: Trong đó: Hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt làm việc: ZR = 1 Hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng: Hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng: Hệ số ảnh hưởng độ nhám mặt lươn chân răng: YR = 1 Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập trung ứng suất với m=1,5: YS = 1,08 – 0,0695ln(mn) = 1,08 – 0,0695ln(1.5) = 1,05 Hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng đến độ bền uốn: KxF = 1 3.6. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ 3.6.1.Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: