Đang tải... (xem toàn văn)
Môn học chi tiết máy là một trong những môn học cơ sở chuyên ngành giúp cho học viên học tập các môn chuyên ngành sau này được tốt hơn. Đặc biệt trong quá trình học của môn học có 1 phần làm đồ án môn học dành cho học viên. Đây là đồ án đầu tiên của ngườ học viên giúp cho học viên làm quen với việc thiết kế, chế tạo các chi tiết máy trong một hệ thống dẫn động là công việc chủ yếu của người kỹ sư cơ khí. Mục đích giúp học viên biết phương hướng nghiên cứu, lựa chọn tối ưu khi thiết kế, rèn luyện kĩ năng tính toán để thực hành thiết kế một số chi tiết máy đơn giản, đồng thơì giúp học viên tổng hợp một số kiến thức cơ bản về sức bền, vẽ kĩ thuật và biết cách tra cứu sổ tay, tài liệu, …Trong đồ án này nhiệm vụ chủ yếu là thiết kế và lắp đặt hệ thống dẫn động băng tải gồm bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng và bộ truyền xích. Các phần tính cơ bản là: tính chọn động cơ điện, tính toán các bộ truyền cơ khí, then, chọn ổ lăn, chọn vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết máy chuẩn khác.Nhiệm vụ cuối cùng là thực hiện bản vẽ lắp: hộp giảm tốc, bánh răng. Đây là bước giúp học viên rèn luyện tính thận trọng, tỉ mỉ và đầu óc tư duy sáng tạo để hoàn thành nội dung công việc được giao.Lầ đồ án đầu tiên trong quá trình học tập tại Học viện Phòng không không quân nên trong quá trình làm không thể tránh được sai sót do kiến thức còn hạn chế rất mong sự tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo của các đồng chí giảng viên trong bộ môn.
LỜI NÓI ĐẦU Môn học chi tiết máy là một trong những môn học cơ sở chuyên ngành giúp cho học viên học tập các môn chuyên ngành sau này được tốt hơn. Đặc biệt trong quá trình học của môn học có 1 phần làm đồ án môn học dành cho học viên. Đây là đồ án đầu tiên của ngườ học viên giúp cho học viên làm quen với việc thiết kế, chế tạo các chi tiết máy trong một hệ thống dẫn động - là công việc chủ yếu của người kỹ sư cơ khí. Mục đích giúp học viên biết phương hướng nghiên cứu, lựa chọn tối ưu khi thiết kế, rèn luyện kĩ năng tính toán để thực hành thiết kế một số chi tiết máy đơn giản, đồng thơì giúp học viên tổng hợp một số kiến thức cơ bản về sức bền, vẽ kĩ thuật và biết cách tra cứu sổ tay, tài liệu, … Trong đồ án này nhiệm vụ chủ yếu là thiết kế và lắp đặt hệ thống dẫn động băng tải gồm bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng và bộ truyền xích. Các phần tính cơ bản là: tính chọn động cơ điện, tính toán các bộ truyền cơ khí, then, chọn ổ lăn, chọn vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết máy chuẩn khác. Nguyễn Văn Linh Nhiệm vụ cuối cùng là thực hiện bản vẽ lắp: hộp giảm tốc, bánh răng. Đây là bước giúp học viên rèn luyện tính thận trọng, tỉ mỉ và đầu óc tư duy sáng tạo để hoàn thành nội dung công việc được giao. Lầ đồ án đầu tiên trong quá trình học tập tại Học viện Phòng không không quân nên trong quá trình làm không thể tránh được sai sót do kiến thức còn hạn chế rất mong sự tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo của các đồng chí giảng viên trong bộ môn. Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2014 2 Người thực hiện Nguyễn Như Hiền Nguyễn Văn Linh PHẦN I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ I.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 1.Chọn loại động cơ điện : Vì khả năng sử dụng rộng rãi, kết cấu đơn giản ,độ làm việc tin cậy, giá thành rẻ và dễ bảo quản, đối với hệ thống dẫn động băng tải đã yêu cầu ta chọn động cơ đồng bộ 3 pha. Để tránh các tác động cơ học từ bên ngoài, động cơ cần trang bị lưới bảo vệ kín. Động cơ được chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau : - Không phát nóng quá nhiệt cho phép - Điều kiện mở máy : qtdcmm TT > - Điều kiện quá tải : [ ] qtdcdc TT > 2.Các kết quả tính toán trên băng tải : a. Momen thực tế trên băng tải: Nm DP T tb 3120 2 52,0.12000 2 . === b. Vận tốc vòng của băng tải: - Vận tốc góc của băng tải : R v bt 1000= ω (rad/s)M - Vận tốc vòng của băng tải: 3 Nguyễn Văn Linh 2000.60. 2000.60.0,15 5,5 2 . 2 .520 bt v n D π π = = = (vòng/phút) c. Số vòng quay đồng bộ của động cơ: p f n db .60 = Trong đó : f là tần số dòng xoay chiều với f = 50Hz p là số đôi cực từ , chọn p = 4 ⇒ 60.50 750 4 db n = = (vòng/phút) d. Momen đẳng trị trên trục băng tải: ∑ ∑ = = = n i i n i ii dtbt t tT T 1 1 2 . = 21 2 2 21 2 1 2 ttt tTtTtT mm mm mm ++ ++ Trong đó : 1 2,1 TT mm = (Nm), 12 7,0 TT = st mm 3= : thời gian mở máy,do mm t quá nhỏ nên ta lấy mm t =0. ht 4 1 = : thời gian toàn tải ht 2 2 = : thời gian non tải Thay các giá trị trên vào công thức, ta có : 2 2 1 1 .4 (0,7 ) .2 2842,45 6 dttb T T T + = = (Nm) với 1 3120 bt T T= = Nm e. Công suất đẳng trị trên trục băng tải: 4 Nguyễn Văn Linh . 2842,46.5,5 1,637 9550 9550 dtbt bt dtbt T n P = = = (kW) f. Công suất đẳng trị trên trục động cơ: ht dtbt dtdc p p η = Trong đó : 4 . . . ht br ô x d η η η η η = Với: + Hiệu suất khớp nối: kn η + Hiệu suất truyền động của cặp ổ lăn: ôl η + Hiệu suất một cặp bánh răng trụ trong hộp giảm tốc: br η + Hiệu suất bộ truyền xích: x η + Hiệu suất bộ truyền đai: d η Tra bảng ta có 0,96 br η = , 0,992 ôl η = , 92,0= x η , 0,96 d η = ⇒ 4. 0,96 .0,992 .0,92.0,96 0,821 ht η = = ⇒ 1,637 1,993 0,821 dtdc p = = (kW) Để hệ thống dẫn động băng tải làm việc bình thường, ta chọn dc dtdc p p≥ và động cơ có số vòng quay trung bình đảm bảo tỷ số truyền của hệ thống hợp lý, đảm bảo hệ số công suất . 5 Nguyễn Văn Linh Dựa vào bảng P1.1 (sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta chọn động cơ điện sau: ` Kiểu động cơ Công suất KW Vận tốc quay vg/ph cos ϕ ax dn m T T dn k T T f = 50Hz 4A112MA8Y3 2,2 750 0,71 2,2 1,8 II/ Kiểm nghiệm động cơ: 1. Kiểm nghiệm quá tải: Theo điều kiện [ ] qtdcdc TT ≥ [ ] dc T T ht .2. η = 9550 .2,2 28,01 750 T = = , → [ ] dc T 0,821.2.28,01 46= ≈ Nm 5,1. . .9550 . htdc bt cqtqtdc n P TKT η == → 9550.1,637.1,5 38,08 750.0,821 qtdc T = = Nm Ta có: [ ] dc T > qtdc T → Vậy điều kiện quá tải thỏa mãn. 6 Nguyễn Văn Linh 2. Kiểm nghiệm mở máy: Theo điều kiện qtdcmm TT ≥ Lại có 1,5 1,5.28,01 42,015 mm mm T T Nm T = ⇒ = = ⇒ qtdcmm TT > ⇒ Vậy điều kiện mở máy thoả mãn. III. Phân phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền 750 136,36 5,5 dc bt n u n ∑ = = = Mà . h ng u u u ∑ = Tra bảng 2.4 trang 21 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí: u h : tỉ số truyền của hộp giảm tốc u ng : tỉ số truyền ngoài hộp . ng d x u u u= u kn : tỉ số truyền của khớp nối ( 1 kn u = ) Tra bảng ta lấy: 5 x u = , 5 d u = ⇒ h u 136,36 5,45 . . 5.1.5 x kn d u u u u ∑ = = ≈ u h : Tỉ số truyền bánh răng trụ răng nghiêng IV. Các thông số động học và lực của các trục: 1. Tốc độ quay của các trục: 7 Nguyễn Văn Linh • Trục động cơ: 750 dc n = (vòng/phút) • Trục I: 750 750 1 dc I kn n n u = = = (vòng/phút) • Trục II: 750 150 5 I II d n n u = = = (vòng/phút) • Trục III: 150 27,52 5,45 II III h n n u = = = (vòng/phút) • Trục IV: 27,52 5,5 5 III IV x n n u = = ≈ (vòng/phút) 2. Công suất trên các trục: • Trục động cơ: 1,993 dc dc lv P P= = (kW) • Trục I: ô . . 1,993.1.0,992 1,98 I dc kn l P P η η = = = (kW) • Trục II: ô . . 1,98.0,96.0,992 1,89 II I d l P P η η = = = (KW) • Trục III: ô . . 1,89.0,96.0,992 1,8 III II br l P P η η = = = (KW) • Trục IV: ô . . 1,8.0,92.0,992 1,643 IV III x l P P η η = = = (KW) 3. Mômen xoắn trên các trục: • Trục động cơ: T dc = 1,993 9550. 9550. 25,403 750 dc lv dc P n = = (Nm) • Trục I: 1 1,98 9550. 9550 25,212 750 I I P T n = = = (Nm) • Trục II: 2 1,89 9550. 9550. 120,33 150 II II P T n = = = (Nm) 8 Nguyễn Văn Linh • Trục III: 3 1,8 9550. 9550. 624,64 27,52 III III P T n = = = (Nm) • Trục IV: 4 1,643 9550. 9550. 2852,85 5,5 IV IV P T n = = = (Nm) Vậy ta có bảng kết quả sau: 9 Nguyễn Văn Linh Trục Thông số Trục động cơ I II III IV Tỉ số truyền 1 5 5,45 5 Tốc độ quay (vòng/phút) 750 750 150 27,52 5,5 Công suất (kW) 1,993 1,98 1,89 1,8 1,643 Momen xoắn (Nm) 25,403 25,212 120,33 624,64 2852,85 10 [...]...Nguyễn Văn Linh PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số của động cơ và tỷ số truyền của bộ truyền đai: ndc = 750(v / p) ; N dc = 2, 2kw ; ud = 5 Ở đây: Trục dẫn quay với vận tốc của trục động cơ(trục I) Trục bị dẫn là trục II với nII... mm) 31 Nguyễn Văn Linh Các thông số và kích thước bộ truyền aw1 = 150mm Khoảng cách trục Môđun pháp Chiều rộng vành răng Tỉ số truyền Góc nghiêng của răng Số bánh răng Hệ số dịch chỉnh m = 3mm bw = 67,5mm um = 5 ,1 β = 16, 26o z1 = 16; z2 = 81 x1 = 0; x2 = 0 32 Nguyễn Văn Linh C TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH I Chọn loại xích: Để phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của bộ truyền như đã tính toán, vận tốc không lớn... 0, 404.365.24 = 13 lần → Vậy ta phải thay đai 13 lần trong 23000h làm việc 17 Nguyễn Văn Linh B THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm 1 Chọn vật liệu - Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu cầu đặc biệt gì về vật liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp như nhau : cụ thể chọn thép 45 tôi cải thiện, phôi rèn Đồng thời... bộ truyền xích: v= z1.n1 p 19.27,52.44, 45 = = 0,39(m / s ) 60000 60000 -Khoảng cách trục và số mắt xích Với tỉ số truyền ux = 5 chọn sơ bộ khoảng cách trục: a = 40.p = 40.44,45 = 1778mm Theo công thức (5.12)ta tính được số mắt xích x: x= 2.a z1 + z2 ( z2 − z1 ) 2 p 2.1778 19 + 95 (95 − 19) 2 44, 45 + + = + + = 140, 66 p 2 4.π 2 a 44, 45 2 4.π 2 1778 Lấy số mắt xích là chẵn x=142 Tính lại khoảng cách... đã tính toán, vận tốc không lớn nên ta có thể chọn loại xích con lăn II Xác định thông số của xích và bộ truyền xích 1 Chọn số răng đĩa xích Tính số răng đĩa nhỏ Z1 = 29 − 2.u x = 29 − 10 = 19 (răng) ⇒Vậy số răng đĩa lớn: Z 2 = u.Z1 = 5.19 = 95 (răng) Z 2 < Z max = 120 ⇒Tỉ Z 95 2 số truyền thực của bộ truyền xích : u = Z = 19 = 5 1 2 Bước xích p Bước xích p được xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của... tích mặt tựa bản lề [po] : áp suất cho phép Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích được cho theo công thức (5.3): 33 Nguyễn Văn Linh Pt =P.k.kz.kn≤ [P] (1) Trong đó: + Pt – Công suất tính toán( kW) + P – Công suất cần truyền P = P2 =1,8 (kW) + Với n01= 200 (v/p) Theo bảng (5.5) [43,57,58,59] có kết quả [ P ] - công suất cho phép; [P] = 19,3(kW), có bước xích 31,75mm + k – Hệ số sử... đến tính chất tải trọng Tải trọng va đập nhẹ=> kđ=1,2 kc – Hệ số xét đến chế độ làm việc bộ truyền Làm việc 2 ca => kc=1,25 Thay các hệ số xét đến tra được vào công thức trên ta có: 35 Nguyễn Văn Linh k= ko.ka.kdc.kbt.kđ.kc = 1.1.1,25.1,3.1,2.1,25 = 2,438 Thay vào công thức (1): Pt =P.k.kz.kn=1,8.2,438.1,32.7,27= 42,11(kW) Theo bảng[43,57,58,59].(5.5) với n01= 200 (v/p) và điều kiện Pt ≤ [P],chọn bộ truyền. .. (h) → NHE1> NHO1; NFE1>NFO1 21 Nguyễn Văn Linh Tính toán tương tự ta có kết quả: NHE2> NHO2; NFE2>NFO2 Ta lấy NHE = NHO và NFE = NFO khi đó có kết quả KHL = 1 và KFL = 1 (đường cong mỏi gần đúng là đường thẳng song song với trục hoành; tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc và đường giới hạn uốn không thay đổi) Từ công thức (1) và (2) ta có các kết quả sau: [ σ H1 ] = 590.1 = 536,36 MPa; 1,1... răng z1 =15(răng); Từ z1 =15 ta tính được z 2 : z 2 = u 2 z1 =5,45.15=81,75(răng) → Vậy z 2 =81 răng Tính lại góc nghiêng β theo công thức cosβ = m.( z1 + z2 ) 3.(15 + 81) = = 0.96 2.aw 2.150 => β = 16, 260 Tính lại số răng bánh nhỏ: z1 = 2.aw cos β 2.150.cos16, 26 = = 16 m ( u2 + 1) 3 ( 5 + 1) Lấy z1 = 16 và z2 = 81 Tỷ số truyền thực tế: u2 = z2 81 = = 5,1 z1 16 Khoảng cách trục thực tế: 25 Nguyễn Văn... 2.F0 z.sin( ) = 670( N ) 10 Tính ứng suất trong dây đai và tuổi thọ dây đai: a Tính σ u : σ u = E 2 y 0 d1 chọn E = 100 Mpa, y0 = 4 ⇒ σ u = 5, 714( MPa ) b Tính σ v : σ v = ρ m v 2 = 1300.5, 4592 = 38740,89 N / m 2 ≈ 0,39 MPa c Tính σ k : 3 F0 [ P0 ] 10 1,5.103 σk = + +σv = σ0 + +σv A v.b0 2h 5, 74.8,5.2.8 σk = 173, 4 2, 2.103 + + 0,39 = 3, 01Mpa 138 5, 495.14.2.10,5 d Tính σ max : σ max = σ k + σ . 2852,85 10 h y o b o b Nguyễn Văn Linh PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Các thông số của động cơ và tỷ số truyền của bộ truyền đai: 750( / ) dc n v p= ; 2,2 dc N. chủ yếu là thiết kế và lắp đặt hệ thống dẫn động băng tải gồm bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng và bộ truyền xích. Các phần tính cơ bản là: tính chọn động cơ điện, tính toán các bộ truyền cơ. 23000h làm việc. 17 Nguyễn Văn Linh B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm 1. Chọn vật liệu - Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu