intTypePromotion=3

Thuyết minh đồ án chi tiết máy: Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn dùng cho băng tải

Chia sẻ: Nguyen Trong Cuong | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:98

0
489
lượt xem
90
download

Thuyết minh đồ án chi tiết máy: Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn dùng cho băng tải

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

Với kết cấu nội dung gồm 4 phần, thuyết minh đồ án chi tiết máy "Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn dùng cho băng tải" giới thiệu cách tính toán động học hệ dẫn động cơ khí, tính toán thiết kế các chi tiết truyền động, thiết kế các chi tiết đỡ nối, cấu tạo vỏ hộp, các chi tiết phị và chọn chế độ lắp trong hộp.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thuyết minh đồ án chi tiết máy: Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng côn dùng cho băng tải

  1. Thuyết minh đồ án chi tiết máy MỤC LỤC Page 1
  2. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Lời Nói Đầu        §Êt níc ta ®ang trªn con ®êng C«ng NghiÖp Ho¸ ­ HiÖn §¹i Ho¸ theo ®Þnh  híng XHCN trong ®ã ngµnh c«ng nghiÖp ®ang ®ãng mét vai trß rÊt quan  träng. C¸c hÖ thèng m¸y mãc ngµy cµng trë nªn phæ biÕn vµ tõng bíc thay thÕ  søc lao ®éng cña con ngêi. §Ó t¹o ra ®îc vµ lµm chñ nh÷ng m¸y mãc nh thÕ  ®ßi hái mçi chóng ta ph¶i t×m tßi nghiªn cøu rÊt nhiÒu. Lµ sinh viªn khoa: C¬  KhÝ ChÕ T¹o M¸y em thÊy ®îc tÇm quan träng cña nh÷ng kiÕn thøc mµ m×nh  ®îc tiÕp thu tõ thÇy c«. ViÖc thiÕt kÕ ®å ¸n hoÆc hoµn thµnh bµi tËp dµi lµ mét c«ng viÖc rÊt quan  träng trong qu¸ tr×nh häc tËp bëi nã gióp cho ngêi sinh viªn n¾m b¾t vµ ®óc  kÕt ®îc nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n cña m«n häc. M«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi  CAD  lµ mét m«n khoa häc c¬ së nghiªn cøu vÒ  thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt m¸y cã  c«ng dông chung tõ ®ã gióp sinh viªn cã nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ cÊu t¹o,  nguyªn lý ho¹t ®éng vµ ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c chi tiÕt m¸y  lµm c¬  së ®Ó vËn dông vµo viÖc thiÕt kÕ m¸y, v× vËy ThiÕt KÕ §å ¸n M«n Häc  ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD  lµ c«ng viÖc quan träng vµ rÊt cÇn thiÕt       §Ò tµi thiÕt kÕ cña nhãm em ®îc thÇy:  Ths. Lê Xuân Hưng   giao cho lµ thiÕt kÕ tr¹m dÉn ®éng b¨ng t¶i. Víi nh÷ng  kiÕn thøc ®∙ häc trªn líp, c¸c tµi liÖu tham kh¶o cïng víi sù gióp ®ì tËn t×nh  cña thÇy c« gi¸o, sù ®ãng gãp trao ®æi x©y dùng cña c¸c b¹n, nhãm   em ®∙  hoµn thµnh ®îc ®å ¸n nµy. Song víi nh÷ng hiÓu biÕt cßn h¹n chÕ cïng víi kinh nghiÖm thùc tÕ cha nhiÒu  nªn ®å ¸n cña em kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt.Em rÊt mong ®îc sù chØ  b¶o cña c¸c thÇy, c« trong bé m«n C¬ Së ThiÕt KÕ M¸y  ®Ó ®å ¸n cña em ®îc  hoµn thiÖn h¬n còng nh kiÕn thøc vÒ m«n häc nµy.        Nhãm em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy, c« gi¸o trong bé m«n ®∙ tËn  t×nh gióp ®ì chóng em ®Æc biÖt lµ thÇy : Ths. Lê Xuân Hưng   Th¸i Nguyªn, ngµy     th¸ng    n¨m 2015 Sinh viªn: Bế Quốc Chung Page 2
  3. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Lê Văn Chung Phạm Quang Chung  Tµi li Öu tham kh¶o     [I]. TÝnh to¸n ThiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ – TËp I TrÞnh ChÊt ­ Lª V¨n UyÓn. Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc – 2005 [II]. TÝnh to¸n ThiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ – TËp II TrÞnh ChÊt ­ Lª V¨n UyÓn. Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc – 2001 [III]. Chi TiÕt M¸y – TËp 1, 2. NguyÔn Träng HiÖp ­ Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc ­ 2006  [IV]. TËp b¶n vÏ chi tiÕt m¸y  NguyÔn B¸ D¬ng ­ NguyÔn V¨n LÉm ­ Hoµng V¨n Ngäc ­ Lª §¾c Phong.  Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ Trung häc chuyªn nghiÖp ­ 1978 Page 3
  4. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Page 4
  5. Thuyết minh đồ án chi tiết máy PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ I. Tính chọn động cơ điện.    1.Chọn kiểu loại động cơ điện:       Việc chọn một loại động cơ điện dùng cho hộp giảm tốc hiện nay rất đơn giản  song chúng ta cần chọn loại động cơ sao cho phù hợp nhất với hộp giảm tốc yêu  cầu, phù hợp với điều kiện sản xuất, điều kiện kinh tế… Để chọn được động cơ  phù hợp ta phải dựa vào đặc điểm của chúng. Hiện nay trên thị trường có các loại  động cơ điện sau: Hình 1.1 : Phân loại các dạng động cơ điện * Động cơ điện một chiều có đặc điểm:    ­ Ưu điểm:       + Có thể thay đổi trị số mômen và vận tốc góc trong phạm vi rộng. Page 5
  6. Thuyết minh đồ án chi tiết máy + Đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng.    ­ Nhược điểm:        + Giá thành đắt, khó kiếm và phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh  lưu    ­ Phạm vi sử dụng:        + Được dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy,máy trục.....  * Động cơ điện xoay chiều một pha: ­ Đặc điểm: Có công suất nhỏ.    ­ Phạm vi sử dung: Chỉ phù hợp cho các thiết bị gia đình. * Động cơ xoay chiều 3 pha (Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp): * Động cơ ba pha đồng bộ:    ­ Ưu điểm:          + Hiệu suất và cosφ cao, hệ số tải lớn.    ­ Nhược điểm: + Thiết bị tương đối phức tạp, giá thành cao vì phải có thêm thiết bị phụ để              khởi động động cơ. ­ Phạm vi sử dụng:          + Chúng được dùng cho các trường hợp cần công suất lớn (100kw) khi cần  đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi của vận tốc góc. * Động cơ ba pha không đồng bộ roto dây cuốn: Page 6
  7. Thuyết minh đồ án chi tiết máy    ­ Ưu điểm: + Cho phép điều chỉnh vận tốc trong một phạm vi nhỏ ( khoảng 5%), có dòng điện  mở máy thấp. ­ Nhược điểm:               + Hệ số cosφ thấp, giá thànhđắt, vận hành phức tạp.    ­ Phạm vi sử dụng:                + Chỉ thích hợp trong phạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích hợp của dây  chuyền công nghệ đã được lắp đặt. *Động cơ bap ha không đồng bộ rôto ngắn mạch: ­ Ưu điểm: + Kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, có thể nối trực tiếp vào lưới điện  ba pha  không cần biến đổi dòng điện. ­ Nhược điểm:               + Hiệu suất và hệ số công suất cosφ thấp so với động cơ bap ha đồng bộ,  không điều chỉnh được vận tốc.  Từ những ưu, nhược điểm trên cùng với điều kiện hộp giảm tốc của ta, ta chọn:  Động cơ ba pha không đồng bộ roto ngắn mạch (lồng sóc). Page 7
  8. Thuyết minh đồ án chi tiết máy 2.Tính công suất và số vòng quay của động cơ: dc   Động cơ được chọn phải có công suất P  và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều  dc ct đb  sb kiện:                    P  ≥ P  n ≈ n + Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức: ct  Trong đó: P là công suất cần thiết trên trục động cơ. t P  là công suất tính toán trên trục máy công tác. Trường hợp tải thay đổi: công suất tính toán là công suát làm việc trên trục máy công  tác: Do có ma sát nên công suất từ động cơ truyền đênn bang tải bị hao mòn khi đi qua  khớp nối, hai cặp bánh răng ăn khớp trong hộp giảm tốc, bốn cặp ổ lăn. Do vậy,  hiệu suất chung của hệ thống dẫn động là: Trong đó: : Hiệu suất của một cặp bánh răng côn ăn khớp. : Hiệu suất của một cặp bánh răng trụ ăn khớp.  : Hiệu suất của một cặp ổ lăn. : Hiệu suất của khớp nối. : Hiệu suất của bộ truyền đai Tra hiệu suất trong Bảng2.3[I] ta được: Bánh răng trụ Ổ lăn Bánh răng côn Khớp nối  Đai 0,97 0,993 0,96        1  0,95 ` Page 8
  9. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Hiệu suất chung của hệ thống dẫn động Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: lv  + Số vòng quay của trục máy công tác là: n Trong đó: v là vận tốc vòng của băng tải (m/s)                           D là đường kính của băng tải (mm) +Số vòng quay sơ bộ của động cơ được xác định theo công thức:    Trong đó : f là tần số của mạng điện xoay chiều. (f = 50 Hz) p là số đôi cực (p = 2). Ta thấy số vòng quay của động cơ không đồng bộ càng thấp thì kích thước và giá  thành càng cao. Tuy nhiên dùng động cơ có vận tốc càng cao thì lại yêu cầu giảm  tốc nhiều tức là tỷ số truyền của toàn hệ thống tăng lên dẫn đến kích thước giá  thành của các bộ truyền tăng lên. Ta chọn sơ bộ vòng quay đồng bộ của động cơ:  đb n =1500(v/ph) tương ứng với số vòng quay kể cả sự trượt 3% là 1445(v/ph). Khi này tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống được xác định: Page 9
  10. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Tra theoBảng 2.4[I] tỷ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc côn trụ và bộ truyền  đai h u = (8 ÷ 31.5) sb đb Ta thấy u  nằm trong khoảng trên  . Vậy tốc độ động cơ n = 1500(v/ph) là thỏa  mãn. 3.Chọn động cơ: Qua các bước trên ta đã xác định được: Động cơ được chọn phải có công suất và số vòng quay sơ bộ thỏa mãn những điều  kiện trên.      Để chọn động cơ ta tra bảng Phụ lục P1.1;P1.2;P1.3[I]. Từ đó, ta chọn động  cơ: 4A160S4Y3 có các thông số sau: Công  Tốc độ  Tmax Tk Kiểu động cơ suất quay  Cos η% Tdn Tdn (KW) (v/ph) 4A160S4Y3 15 1460 0,88 89 2,2 1,4 4. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ: 4.1 Kiểm tra điều kiện mở máy của động cơ: Page 10
  11. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Khi khởi động động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để thắng sức cản  của hệ thống. Vậy: (KW). Trong đó: là công suất mở máy của động cơ (KW) là công suất ban đầu trên trục động cơ Với: Pmm = K mm Pdm dc dc Là hệ số mở máy của động cơ bd K  là hệ số cản ban đầu (sơ đồ tải trọng). Từ các công thức trên ta tính được: Ta thấy: dc Pmm > Pbddc .  Vậy động cơ đã chọn thỏa mãn điều kiện làm việc đặt ra. 4.2 Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ Điều kiện quá tải :  dc max Trong : P : công suất lớn nhất cho phép của động cơ (kw). Pqtdc  : công suất đặt lên trục động cơ khi quá tải , chính là công suất trên trục động  cơ có giá trị lớn nhất trong sơ đồ tải . Vậy ta có :  Page 11
  12. Thuyết minh đồ án chi tiết máy  Vậy động cơ đã chọn phù hợp với điều kiện quá tải với động cơ . II. Phân phối tỉ số truyền.  1. Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống: Trong đó:  dc n  là số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph). lv n  là số vòng quay của trục công tác (v/ph). Ta có: d Với :U là tỉ số truyền của bộ truyền đai h Với : u  là tỉ số truyền của hộp giảm tốc.  h 1 2 u = u .u 1 2 u , u  là tỷ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm. 2.Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc: Hệ dẫn động hộp giảm tốc gồm 2 cấp bánh răng. Page 12
  13. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Ft 6 5 4 3 1 2 Hình 1.2 Sơ đồ hệ dẫn động băng tải sử dụng hộp giảm tốc côn trụ           2.1 Tỉ số truyền của cấp chậm. Với mong muốn nhận được chiều cao của hộp giảm tốc nhỏ nhất vì vậy ta sẽ tính  2  tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cấp chậm u  theoCông Thức 1.24 [VI]. Ta có tỉ số  truyền của cấp chậm (tỉ số truyền của bánh răng trụ): ψ ba 2 .uh u2 1, 073 3 kbe (1 − 0, 5kbe ) 2 be be Trong đó: k  là hệ số chiều rộng vành bánh răng côn. (k  = 0,25 ÷ 0,3) ba2 ba2 ψ  là hệ số chiều rộng bánh răng trụ. ( ψ = 0,3 ÷ 0,4) be ba2 Nhằm đạt được mục đích trên ta tiến hành chọn k  và ψ theo các giá trị tối ưu, ta  được: be ba2 k  = 0,3 và ψ  = 0,4. Khi đó Công thức 1.24[VI] trở thành Công thức 1.25[VI]: Page 13
  14. Thuyết minh đồ án chi tiết máy    2.2 Tỉ số truyền của cấp nhanh (tỉ số truyền của bánh răng côn): III. Xác định các thông số trên các trục. 1. Tính tốc độ quay của các trục (v/ph):         ­ Tốc độ quay của trục I:          ­ Tốc độ quay của trục II:           ­ Tốc độ quay của trục III:            ­ Tốc độ quay của trục công tác: 2. Tính công suất danh nghĩa trên các trục (KW).  ­ Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:                  ­ Công suất danh nghĩa trên trục I:  ­ Công suất danh nghĩa trên trục II: Page 14
  15. Thuyết minh đồ án chi tiết máy    ­ Công suất danh nghĩa trên trục III: ­ Công suất danh nghĩa trên trục CT: 3.  Tính mômen xoắn trên các trục (N.mm) ­ Mômen xoắn trên trục động cơ:  ­ Mômen xoắn trên trục I:      ­ Mômen xoắn trên trục II: ­ Mômen xoắn trên trục III:                    ­ Mômen xoắn trên trục CT: 4. Lập bảng số liệu tính toán:          Các kết quả tính toán trên là số liệu đầu vào cho các phần tính toán sau này, ta  lập bảng thống kê các kết quả tính toán đó như trong bảng 1.1 sau đây: Bảng 1.1: Các kết quả tính toán động lực học trục. Thông sốTrục Tốc độ quay  Tỉ số truyền Công suất  Mômen xoắn  Page 15
  16. Thuyết minh đồ án chi tiết máy (v/ph) (KW) (Nmm) Trục động cơ 1460 13,1 85688,36 1,6 Trục I 912,5 12,36 129356,71 3,69 Trục II 247,29 11,78      454927,41 2,9 Trục III 85,27 11,35 1271168,05 1 Trục CT 85,27 11,27 1262208,28 PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG I. Thiết kế bộ truyền đai. 1. Chọn đai . Dựa vào công suất động cơ, số vòng quay P = 15 (kw) , n = 1460 (v/ph) làm việc  của động cơ ta chọn đai làm việc cho động cơ là :  (Đai hình thang hẹp) Kích  Diện  Đường  Chiều dài giới hạn l, (mm) Ký hiệu thước  tích tiết  kính  tiết  diện A,  bánh đai  1 diện  (mm) nhỏ d ,  Page 16
  17. Thuyết minh đồ án chi tiết máy 2 (mm ) (mm) t o b b h y A 800  Y 11 13 10 2,8 95 90 ­ 250 ­4500 2. Các thông số của bộ truyền đai. 1 Ta chọn d  = 224 (mm). Trong đó :                  u : là tỉ số truyền của bộ truyền đai   ɛ : hệ số trượt  :  ɛ = 0,01 ÷ 0,02. Tra bảng 4.21 . Các thông số của bánh đai hình thang . Ta có : d2 = 355(mm). Vận tốc đai . max Đối với đai thang hẹp  v 
  18. Thuyết minh đồ án chi tiết máy  Vậy ta chọn a = d2 = 355 (mm).  Chiều dài l . Theo bảng 4.13 chọn chiều dài tiêu chuẩn  l = 1800 (mm).  Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ.     Vậy đai được chọn thỏa mãn điều kiện làm việc. Dựa vào công thức [4.6] , ta xác định lại khoảng cách trục a theo chiều dài l .  Trong đó :     Vậy ta có  a = 440 (mm). Xác định số đai z .  Trong đó :                  P1 : công suất trên trục bánh đai chủ động (kw).                  P0 : công suất cho phép (kw), được xác định bằng thực nghiệm . bảng [4.20]. Với  v = 17,1 (m/s), d1 = 224 (mm), loại đai YA   => P0 = 10,3                  Kd : hệ số tải trọng động , bảng [4.7].                  Cα : trị số của hệ số ôm .  Góc ôm :   α  = 180 – 57( d2 – d1) = 1760> 1200 Vậy Cα = 1 – 0,0025(180 ­ α)  = 0,99            Trị số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Cu : tra bảng [4.17] với u = 1,6         Vậy Cu = 1,11                    Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ dài đai Cl :        Với     l/l0 = 1  => Cl = 1        bảng [4.16].                     Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng Cz . Page 18
  19. Thuyết minh đồ án chi tiết máy         Với P1/[P0] = 1,27     => Cz = 1  Z = 2 Chiều rộng của đai : B = (z ­1).t +2e =35 (mm). Đường kính ngoài của đai : da = d + 2h0  = 224 + 2.3 =230 (mm). Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục . ­ Lực căng trên một đai  Trong đó : Fv : lực căng do lực ly tâm gây ra .      Fv = qm . v2       bảng [4.20]. Tra bảng [4.22] ta có qm = 0,118 (kg/m). Vậy  Fv = 34,5 (N)   => F0 = 377,23 (N) ­ Lực tác dụng lên trục. II. Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp.   1. Chọn vật liệu cặp bánh răng côn và cặp bánh răng trụ.            Do hộp giảm tốc ta đang thiết kế có công suất trung bình, nên chọn vật liệu  nhóm I có độ cứng HB 
  20. Thuyết minh đồ án chi tiết máy Giới hạn bền  Giới hạn chảy  Loại bánh Nhiệt luyện Độ rắn σb σ ch (MPa) (MPa) Thép 45 – tôi  Bánh nhỏ HB 241…285 850 580 cải thiện Thép 45 – tôi  Bánh lớn HB 192…240 750 450 cải thiện 1 Bánh nhỏ:  Chọn độ rắn HB =250 (HB). 2 Bánh lớn: Chọn độ rắn HB =240 (HB). Cặp bánh răng trụ: Giới hạn bền  Giới hạn chảy   Loại bánh Nhiệt luyện Độ rắn σb σ ch (MPa) (MPa) Thép 45 – tôi  Bánh nhỏ HB 192…240 750 450 cải thiện Bánh lớn Thép 45 HB 170…217 600 340 Page 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản