Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là bài làm đồ án chi tiết máy của mình, tài liệu đầy đủ, rõ ràng, giúp các bạn có thể thiết kế đồ án hệ dẫn động băng tải 1 cách dễ dàng và chuẩn xác Bài làm đã được đánh giá cao chúc các bạn thành công...
Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: DIỆP LÂM KHA TÙNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Sinh viên: Trần Quốc Việt – ĐH Giao Thông Vận Tải TP.HCM 1 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG Lời nói đầu Đất nớc ta đang trên con đờng Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hớng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bớc thay thế sức lao động của con ngời. Để tạo ra đợc và làm chủ những máy móc nh thế đòi hỏi mỗi chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho ngời sinh viên nắm bắt và đúc kết đợc những kiến thức cơ bản của môn học. Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu về phơng pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phơng pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy, vì vậy Thiết Kế Đồ án Môn Học Chi Tiết Máy là công việc quan trọng và rất cần thiết . Đề tài thiết kế của em đợc thầy: Dip Lõm Kha Tựng giao cho là thiết kế trạm dẫn động băng tải. Với những kiến thức đã học trên lớp, các tài liệu tham khảo cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành đợc đồ án này. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy để đồ án của em đợc hoàn thiện hơn cũng nh kiến thức về môn học này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em đặc biệt là thầy Dip Lõm Kha Tựng. TP. HCM, ngày 25 tháng 8 năm 2013 Sinh viên TRN QUC VIT Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 2 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG TI LIU THAM KHO [I]. Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập I Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục 2005 [II]. Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập II Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. Nhà xuất bản giáo dục 2001 [III]. CHI TIT MY Tập 1, 2. Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà xuất bản Giáo dục - 2006 [IV]. Tập bản vẽ chi tiết máy Nguyễn Bá Dơng - Nguyễn Văn Lẫm - Hoàng Văn Ngọc - Lê Đắc Phong. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp - 1978 Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 3 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG PHN I: TNH TON NG HC H DN NG C KH I. Chọn động cơ điện: 1. Chọn kiểu, loại động cơ: Động cơ: 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc, do nó có nhiều u điểm cơ bản sau: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp. - Dễ bảo quản và làm việc tin cậy. 2. Chọn công suất động cơ: Công suất của động cơ đợc chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả mãn: dc dc dm dt P P (KW) Trong đó: dc dm P - công suất định mức của động cơ. - công suất đẳng trị trên trục động cơ. Do ở đây tải trọng là thay đổi nên: Công suất làm việc trên trục công tác: Trong đó: P 1 =1T = 4,2 ; t 1 =0,7 t ck (h) ; P 2 = 0,8T = 3,36 ; t 2 =0,3 t ck (h); Thay vào ta đợc : = 3,967 KW. Theo bảng 2.3: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ (tài liệu: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1, Trịnh Chất & Lê Văn Uyển, NXB Giáo Dục) [I] ta chọn: Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 4 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG 1 k = ; 0,99 ol = ; 0,96 brc = ; 0,97 brt = ; 0,95 Vậy ta có: 0,8498 Suy ra, công suất làm việc trên trục động cơ: Vậy suy ra: dc dc dm dt P P = 4,668 (KW) 3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n đb : Số vòng quay đồng bộ đợc chọn sao cho: Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống: db sb ct n U n = nằm trong khoảng tỉ số truyền nên dùng (tra bảng 2.4 (I)): sb nd U U Trong đó: n ct số vòng quay của trục công tác. Đây là hệ dẫn động băng tải nên: n ct = 39 (v/ph) Tỉ số truyển nên dùng của cả hệ thống phải bao gồm cả khoảng tỉ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc và khoảng tỉ số truyền nên dùng của bộ truyền ngoài hộp. U sb = (10ữ25).(3ữ 5) = 30 ữ 125 Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ: n đb = 1500 (v/ph). Suy ra: . Giá trị này thoả mãn sb nd U U Vậy ta chọn đợc số vòng quay đồng bộ của động cơ là: n đb = 1500 (v/ph). 4. Chọn động cơ : Qua các bớc trên ta đã xác định đợc: dc dm P 4,668, n đb = 1500 (v/ph). Động cơ đợc chọn phải có công suất và số vòng quay sơ bộ thoả mãn những điều kiện trên. Căn cứ vào những điều kiện trên tra bảng phụ lục P1.1; P1.2: P1.3: Các thông số kỹ thuật của động cơ, ta chọn động cơ K132M4. Bảng các thông số kỹ thuật của động cơ này. 5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ: a. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ: Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 5 Kiểu động cơ Công suất KW Vận tốc quay (v/ph) Cos % max dn T T K132M4 5,5 1445 0,86 86 2,0 5,9 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG Khi mở máy moomen tải không đợc vợt quá moomen khởi động của động cơ (T<T k ) nếu không động cơ sẽ không chạy. T mm /T T k /T Trong đó : T mm Momen cần mở máy của thiết bị cần dẫn động. T k /T = 2,0 (theo bảng trên). Theo sơ đồ gia tải ta có: Vậy thỏa mãn điều kiện mở máy. II. Phân phối tỉ số truyền: Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống: Trong đó: n dc số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph) n ct - số vòng quay của trục công tác (v/ph) Ta có: Với: u ng tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp u h tỉ số truyền của hộp giảm tốc u h = u 1 .u 2 u 1 , u 2 tỉ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm 1. Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp: Hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc hai cấp bánh răng nối với 1 bộ truyền ngoài hộp. Kết hợp với bảng 2.4: Tỉ số truyền nên dùng [I] ta chọn: u ng = u d = 35 chọn u ng = 3, suy ra u h = / u ng = 37,18 / 3 = 12,39. 2. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc: u h = u 1 .u 2 Với hộp giảm tốc nón trụ hai cấp, ta có u 1 = (70 80)% u 2 Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 6 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG Thay vào ta đợc: u 2 = 4,06 ; Suy ra : u 1 = u h /u 2 = 12,39/3,05 = 3,05; Vậy kết quả về tỉ số truyền của các bộ truyền trong hệ thống là : Bộ truyền đai thang : u d = 3; Bộ truyền bánh răng nón: u 1 = 3,05; Bộ truyền bánh răng trụ: u 2 = 4,06; III. Xác định các thông số trên các trục: 1. Tính tốc độ quay của các trục (v/ph): - Tốc độ quay của trục động cơ: n dc = 1445 - Tốc độ quay của trục I: - Tốc độ quay của trục II: - Tốc độ quay của trục III: 2. Tính công suất trên các trục (KW) : - Công suất danh nghĩa trên trục động cơ: - Công suất danh nghĩa trên trục I: (KW) - Công suất danh nghĩa trên trục II: (KW) - Công suất danh nghĩa trên trục III: (KW) 3. Tính mômen xoắn trên các trục (Nmm): - Mômen xoắn trên trục động cơ: (Nmm) - Mômen xoắn trên trục I: (Nmm) - Mômen xoắn trên trục II: (Nmm) - Mômen xoắn trên trục III: (Nmm) 4. Lập bảng số liệu tính toán: Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 7 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG Thông số Trục Tốc độ quay (v/ph) Tỉ số truyền Công suất (KW) Mômen xoắn (Nmm) Trục động cơ 1445 3 4,668 30850,795 Trục I 481,667 3,05 Trục II 157,92 4,06 Trục III 29,22 3,9668 1296472,96 PHN II: TNH TON THIT K CC CHI TIT TRUYN NG I.Tính toán thiết kế các bộ truyền trong h p: 1. Chọn vật liệu cặp bánh răng nón và cặp bánh răng trụ: - Do hp gim tc ta ang thit k có công sut trung bình, nên chn vt liu nhóm I có cng HB < 350 ch to bánh rng. - Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị độ cứng. ( ) 1 2 10 15H H HB + ữ - Dựa vào bảng 6.1, [I]: Cơ tính của một số vật liệu chế tạo bánh răng, ta chọn: Cp bánh răng nón: Loại Bánh Nhiệt luyện Độ rắn Gii hn bn b (MPa) Gii hn chy ch (MPa) Bánh nhỏ Thép 45 tôi cải thiện HB 241285 850 580 Bánh lớn Thép 45 tôi cải thiện HB 192240 750 450 Cp bánh rng trụ: Loi bánh Nhit luyn Độ rắn Gii hn bn b (MPa) Gii hn chy ch (MPa) Bánh nh Thép 45 tôi cải thiện HB 192240 750 450 Bánh ln Thép 45 thờng hóa HB 170217 600 340 2. Xác định ứng suất cho phép: Ưng suất tip xúc cho phép [ ] H v ứng suất uốn cho phép xác nh theo các công thc sau: Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 8 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG lim [ ] o H H R V XH HL H Z Z K K S = (1) lim [ ] o F F R S XF FC FL F Y Z K K K S = (2) Trong ú: Z R Hệ số xét đến độ nhám của mặt bánh răng làm việc. Z V Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng. K XH Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng. Y R Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng. Y S Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất . K XF Hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn. Chn s bộ: 1 R V XH Z Z K = v 1 R S XF Y Z K = nên các công thức (1), (2) trở thành: lim [ ] o H H HL H K S = (3) lim [ ] o F F FC FL F K K S = (4) Trong ó: 0 limH v 0 limF : lần lợt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở. Giá trị cuả chúng đợc tra trong bảng 6.2, [I]. Vì ta chọn vật liệu bánh răng là thép 45 thờng hóa hay tôi cải thiện nên: 0 lim 2 70 H HB = + (MPa) 0 lim 1,8 F HB = (MPa) Vy: - Trong bộ truyền bánh răng nón: Bánh nhỏ: 0 lim1 1 2 70 2.245 70 560 H HB = + = + = (MPa) 0 lim1 1 1,8 1,8.245 441 F HB = = = (MPa) Bánh lớn: 0 lim2 2 2 70 2.230 70 530 H HB = + = + = (MPa) 0 lim2 2 1,8 1,8.230 414 F HB = = = (MPa) K FC : Hệ số xét đến ảnh hởng của việc đặt tải. Vì hệ số dẫn động ta đang thiết kế, tải đợc đặt một phía (bộ truyền quay 1 chiều) K FC = 1 K HL,FL : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hởng của của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng, đợc xác định theo công thức sau: H HO m HL HE N K N = (5) ; F FO m FL FE N K N = (6) Vi: - m H , m F : bậc của đờng cong mỏi khi khử về tiếp xúc và uốn. Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 9 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG Vì vật liệu ta chọn làm bánh răng có HB < 350 nên : m H = m F = 6 - N HO : số chu kỳ thay đổi ứng xuất cơ sở khi khử về tiếp xúc. 2,4 30 HO HB N H = (H HB độ rắn Brinen) - Bộ truyền bánh răng nón: Chọn độ rắn: bánh nhỏ HB 1 =245 ; bánh lớn HB 2 =230, khi đó: N HO1 = 30.245 2,4 = 1,63.10 7 N HO2 = 30.230 2,4 = 1,39.10 7 - N FO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về uốn Với tất cả các loại thép thì: N FO = 4.10 6 - N HE , N FE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tờng đơng. Vì ở đây bộ truyền chịu tải động tĩnh [I] thì: N HE = N FE = N = 60.c.n.t Với: c, n, t lần lợt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong vòng 1 phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét. Ta có: c =1 - Trong bộ truyền bánh răng nón : Bánh răng nhỏ có: n 1 = 481,667 (v/ph) nên: Bánh răng lớn có: n 2 = 116,626 (v/ph) nên: Vy: - Bộ truyền bánh răng nón cấp nhanh có: Lấy 1 1HE HO N N = Vậy từ (5) K HL1 = 1. Lấy 1 1FE FO N N = Vây từ (6) K FL1 = 1. Lấy 2 2HE HO N N = Vây từ (5) K HL2 = 1. Lấy 2 2FE FO N N = Vây từ (6) K FL2 = 1. S H ,S F : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2, [I] ta có ứng với vật liệu đã chọn thì: S H = 1,1; S F = 1,75 Từ đó ta xác định đợc sơ bộ ứng suất cho phép của bánh răng. - Bộ truyền bánh răng nón (cấp nhanh): lim1 1 1 560 [ ] .1 509,09 1,1 o H H HL H K S = = = (MPa) Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 10 [...]... Tính toán ) Còn Vận tốc bánh dẫn: v = 0,714 < 2 m/s theo Bảng 6.13 (Trang 106-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn ) ta có cấp chính xác động học là 9 Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) F = 0,011 Bảng 6.16 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) go = 73 Bảng 6.7 (Trang 98-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) KF = 1,11 Do đây là bánh răng thẳng lên KF... Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG - Hệ số KH đợc xác định bởi công thức: KH = KH.KHV Do bd = 0,51 tiến hành tra Bảng 6.7 (Trang 98 Tập 1: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta có KH = 1,03 (Sơ đồ 6) Vận tốc bánh dẫn: v = 0,714 (m/s) < 2 m/s Theo Bảng 6.13 (Trang 106-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn ) ta có cấp chính xác động học là 9 Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động. .. KF : Hệ số kể đến sự phân bố phân bố không đều trên chi u rộng răng - KFv : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp - KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều trên chi u rộng răng - YF : Hệ số dạng răng - b : Chi u rộng vành răng - d1 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ động; - m : Môdum của bánh răng Do Z3 = 39 YF3 =3,7 Z4 = 121 YF3 =3,6 Theo Bảng 6.18 (Trang 109-Tâp1: Tính toán ) Còn... Thụng Vn Ti TP.HCM 17 Ta Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG < [ F 2 ] cx = 246, 03 (MPa) Vậy bộ truyền đảm bảo độ bền uốn e) Kiểm nghiệm răng về quá tải : Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải (ví dụ : lực mở máy, hãm máy) Với hệ số quá tải Kqt = Tmax/T, trong đó: T là momen xoắn danh nghĩa, Tmax là momen xoắn quá tải Vì vậy cần kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại... 6.18 ta đợc: YF1 = 3,57; YF2 = 3,65 - KF: Hệ Số tải trọng khi tính về uốn: K F = K F K F K FV Trong đó: +) K F : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng không đều trên chi u rộng vành răng Ta có: Suy ra: Tra bảng 6.21, [I], với các số liệu đã có K F = 1, 7 +) K F : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp Với bánh răng nón răng thẳng: K F = 1 Sinh viờn:... T1.K H (1 K be ).K be u1.[ H ] 2 (7) Trong đó: - KR = 0,5Kd Hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng Vì bộ phận truyền cấp nhanh là truyền dộng bánh răng nón răng thẳng bằng thép nên: Kd = 100 MPa1/3 KR = 0,5Kd = 0,5.100 MPa1/3 = 50 MPa1/3 - K H - Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng bánh răng nón - Kbe Hệ số chi u rộng vành răng b K be = = 0, 25 0,3 Re Trong các bớc tính... bền mỏi tiếp xúc của bề mặt răng - KHL là hệ số xét đến ảnh hởng của chu kỳ làm việc Theo Bảng 6.2 (Trang 94 - Tập 1: Tính toán thiết kế hệ thông dẫn động cơ khí) ta có công lim = 2.HB + 70 (MPa) còn SH = 1,1 thức xác định H lim và SH nh sau: H Vậy ta có giới hạn bền mỏi tiếp xúc của bánh răng nhỏ và bánh răng lớn nh sau: - Trong bộ truyền bánh răng trụ: 0 Bánh nhỏ: H lim3 = 2 HB3 + 70 = 2.215 +... khớp của răng; - KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; - b : Chi u rộng vành răng - d3 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ động; Ta đã biết đợc các thông số nh sau: - T3 = 338253,391 (N.mm) - b = a a = 0,25.230 = 58,5 mm ; - Unh = 4,06 và d3 = m.Z3 = 3.39 = 117 (mm) - ZM = 274 Mpa1/3 vì bánh răng làm thép tra Bảng 6.5 (Trang 96-Tập 1: Tính toán ) - ZH = 1,76 - Z = 0,88 Vì hệ số trùng khớp Sinh... n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG Vy Z1 = 24 rng Xác định số răng bánh 2 (bánh lớn) và góc côn chia: - Số răng bánh lớn : Z2 = u1.Z1 = 4,13.24 = 99,12 Lấy Z2 = 99 răng Tỉ số truyền thực tế: - Góc côn chia: Theo bảng 6.20, [I], vi Z1 = 24, ta chọn hệ số điều chỉnh: x1 = 0,35 ; x2 = - 0,35 Chi u dài côn ngoài: c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh... 3 Với: : Hệ số trùng khớp ngang, đợc tính theo công thức sau: Sinh viờn: Trn Quc Vit H Giao Thụng Vn Ti TP.HCM 13 Thuyt Minh n Chi Tit Mỏy GVHD: DIP LM KHA TNG - KH: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K H = K H K H K HV Trong đó: +) K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng Theo phần trên K H = 1,3 +) K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho . về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phơng pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy, vì vậy Thiết Kế Đồ án Môn Học Chi Tiết Máy là công việc quan trọng. khởi động của động cơ (T<T k ) nếu không động cơ sẽ không chạy. T mm /T T k /T Trong đó : T mm Momen cần mở máy của thiết bị cần dẫn động. T k /T = 2,0 (theo bảng trên). Theo sơ đồ gia tải. mômen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục II) - d = b /d 1 = 0,5. a .(u+1) là hệ số chi u rộng bánh răng. - K H là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chi u rộng vành răng