Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Chọn động cơ điện cho hệ dẫn động cơ khí
Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thếlời nói đầu Tính toán thiết kế hệ đẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong nhiều chơng trình đào tạo kĩ s cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở cho sinh viên về kết cấu máy. Khi thiết kế hệ thống dẫn đọng cơ khí chúng ta cần và sẽ nắm đợc những vấn đề cơ bản về máy và hê thống dẫn động. (tính toán thiết kế theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm vệc,thiết kế vỏ,khung.Chọn cấp chính xác lắp ghép, tra dung sai ,số liệu và trình bày bản vẽ là những thao tác cần thiết không thể thiếu đợc nhằm phục vụ cho công việc tính toán. Đối với mỗi sinh viên học nghành cơ khí đây có thể xem nh là đồ án đầu tay của mình nhng nó tổng hợp đợc tất cả những kiến thức cơ bản trong những năm học vừa qua.Do vậy , tuy đối với mổi sinh viên có đầu đề thiết kế cụ thể các hệ dẫn động khác nhau nhng chung quy lại nó đòi mổi ngời cần phải có những kiến thức nhất định thì mới giải quyết đợc yêu cầu đặt ra. Đồng thời qua đồ án môn học này đa sinh viên tiếp xúc dần với thực tế hơn và từ đó xác định rỏ hơn công việc thực tế của nghành nghề trong nay mai để từ đó xác định rõ hơn nhiệm vụ học tập của mình bây giờ. Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:1 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếMụC LụCTrang Phần I : Chọn động cơ I . Chọn động cơ điện dẫn động cho hệ dẫn động cơ khí .3 Phần II : Phân phối tỷ số truyền cho các bộ truyền I . Xác địng tỷ số truyền cho toàn bộ hệ thống và cho từng bộ truyền .7Phần III : Thiết kế các bộ truyền I . Bộ truyền bánh răng nghiêng .10 II . Bộ truyền trục vít bánh vít .20 III . Bộ truyền xích .26Phần IV : Tính thiết kế trục I . Chọn vật liệu .30 II . Thiết kế trục 30 Phần V : Thiết kế gối đỡ trục I . Căn cứ vào tải trọng chọn sơ bộ loại ổ lăn 52 II . Chọn cấp chính xác của ổ 53 III . Chọn kích thớc ổ theo tải trọng 53 Phần VI : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc I . Tính chọn khớp nối .62 II . Thiết kế vỏ hộp giam tốc .64 Phần VII : Dung sai lắp ghép I . Chọn cấp chính xác 74 II . Chọn kiểu lắp và dung sai lắp ghép .75Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:2 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếPhần I: Chọn động cơ điện cho hệ dẫn động cơ khí1. Xác định công suất cần thiết (Pct) =tctPP (1-1) Trong đó: Pct : Là công suất cần thiết trên trục động cơ Pt : Là công suất tính toán làm việc trên trục máy công tác. : Hiệu suất của toàn bộ hệ thống. * Xác định hiệu suất = 1 . 2 . 3 . 4 . (5 )4 Trong đó: 1 = 0,99 : Hiệu suất của bộ nối trục di động 2 = 0,96 : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng nghiêng 3 = 0,8 : Hiệu suất của bộ truyền trục vít 4 = 0,9 : Hiệu suất của bộ truyền xích 5 = 0,99 : Hiệu suất của các cặp ổ lăn trên trục Các trị số 1 , 2 , 3 , 4 , 5 đợc chọn ở bảng 2.3 trang 19 Vậy : = 1 . 2 . 3 . 4 . (5 )4 = 0,99.0,96. 0,8. 0,9. 0,994 = 0,657 (1-2) * Xác định công suất tính toán làm việc (Pt) : Theo đề bài ra ta thấy động cơ làm việc với tải trọng thay đổi - Xác định độ dài làm việc tơng đối ts% 100.tttt100.tt%ts021lvcklv++== Trong đó : tlv = t1 + t2 : Thời gian làm việc tck = t1 + t2 + t0 : Chu kì làm việc t0 : Thời gian nghỉSinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:3 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế - Theo đề bài: t1 = 5(giờ) ; t2 = 2(giờ) ; t0 = 1(giờ) Vậy : Động cơ đợc coi nh làm việc trong chế độ dài hạn với tải trọng thay đổi Do đó công suất đợc xác định theo công thức sau: 21221212111tdtttt.PPt.PP.PPP++== Trong đó : P1 là công suất ứng với tải trọng 1 P2 là công suất ứng với tải trọng 2 - Tải trọng P1 đợc xác định theo công thức sau: 1000v.FP1= Trong đó: F: Là lực kéo lớn nhất trên băng tải v: Vận tốc băng tải Theo đề bài : F = 8200 (N) v = 0,15 (m/s) 23,1100015,0.82001==P (KW) Ta có : P và T tỷ lệ thuận theo công thức : 9550n.TP = Theo đề bài: T2 = 0,8 T1 8,0TT12= 8,0PP12= ( ) ( )165,1252.8,05.1.23,122=++==tdtPP (KW) (1-3) Từ 1-2 và 1-3 thay vào 1-1 : 773,1657,0165,1==ctP (KW)Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:4 %60%5,87100.87100.12525%ts==+++= Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế2. Xác định số vòng quay sơ bộ : (nsb) Số vòng quay sơ bộ đợc xác định theo công thức sau: nsb = ut. nlv (1-4) Trong đó : nlv :Là số vòng quay của trục máy công tác ut : Là tỉ số truyền - Xác định tỉ số truyền : ut = u1.u2 (1-5) Trong đó: u1 : Là tỉ số truyền của HGT Bánh răng - trục vít u2 : Là tỉ số truyền của bộ truyền xích Dựa vào bảng 2.4 ta chọn u1 = 85 ; u2 = 2 ut = 170 - Xác định số vòng quay của trục máy công tác (nlv) Số vòng quay của trục máy công tác đợc xác định bằng công thức sau: D.v.1000.60nlv= (1-6) Trong đó : v: Là vận tốc của tang D : Đờng kính tang Theo đề bài có : v = 0,15 (m/s) D = 350 (mm) Thay vào công thức 1-6 : 185,8350.14,315,0.1000.60==lvn (vòng/phút) Thay 1-5 và 1-6 vào 1-4 ta đợc: nsb = 170.8,185 = 1391,45(vòng/ phút)3. Chọn động cơ : Dựa vào bảng phụ lục 1.3 và công suất cần thiết : Pct = 1,773 KW Kết hợp với điều kiện nđb nsb Pđc > Pct Do đó ta chọn nđb = 1500 (vòng /phút) Pđc = 2,2 KW Vậy động cơ ta chọn là kiểu 4AX90L4Y3 có: Pđc = 2,2 KWSinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:5 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế nđc = 1420 (vòng/phút) 2,2TTdnmax= ; 2TTdnk= * Kiểm tra điều kiện mở máy 3,1TTdnmm= < 2TTdnk= Điều kiện mở máy đợc thoả mãn Kiểm tra điều kiện quá tải : Đã đợc thoả mãnPhần II: xác định tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống và cho từng bộ truyền.I. Phân phối tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống. 1. Xác định tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống (ut). 488,173185,81420===lvdctnnu (2-1) 2. Phân phối tỉ số truyền cho HGT (uh) và bộ truyền ngoài (un) ut = uh . un (2-2) Xác định uh và un Dựa vào sơ đồ hệ thống dẫn động cơ khí và bảng 2.4 ta chọn bộ truyền ngoài (Bộ truyền xích) có : nx = 2 744,862488,173===xthuuu 3. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong HGT.Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:6 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Ta có : uh = u1 . u2 Trong đó : uh :Là tỉ số truyền của HGT u1 : Là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng nghiêng u2 : Là tỉ số truyền của bộ truyền trục vít bánh vít Dựa vào đồ thị hình3.25 ta chọn đợc tỉ số truyền u1 của bộ truyền bánh răng nh sau: Với c = 1,1 (Đối với bộ truyền bánh răng nghiêng) uh = 86,744 Ta tra đồ thị nhận đợc u1 = 3,614 u2 =61,3744,86 = 24 * Tính lại un : 2614,3.24488,173.21===uuuutn 4. Xác định công suất , mômen và số vòng quay trên các trục Trên trục I (trục nối với trục động cơ): PI = Pct.ol = 1,773.0,99 = 1,738 (KW) nI = nđc = 1420 (vòng/phút) TI = 116891420738,110.55,9.10.55,966==IInP (N.mm) Trên trục II: PII = PI.br. ol = 1,738.0,96.0,99 = 1,652 (KW) nII = 916,392614,31420==IIun (vòng/phút) TII = ( )mmNnPIIII.40153916,392652,110.55,9.10.55,966== Trên trục III: PIII = PII . Bv .ol = 1,652 . 0,8 . 0,99 = 1,308 (KW) nIII = 372,1624916,392==IIIIun (vòng/phút) TIII = 762973372,16308,110.55,9.10.55,966==IIIIIInP (N.mm)Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:7 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Trên trục IV: PIV = PIII . xích .ol = 1,308 .0,9 . 0,99 = 1,165 (KW) nIV = 186,82372,16==IIIIIIun (vòng/phút) với u3 = un = 2 TIV = 1359119186,8165,110.55,9.10.55,966==IVIVnP (N.mm) Lập bảng phân phối tỉ số truyềnTrụcThông số(Động cơ)1 2 3Công suất P, kW 1,773 1,738 1,652 1,308Tỉ số truyền u1 3,614242Số vòng quay n 1420 1420 392,916 16,372Mômen xoắn T, N.mm11924 11689 40153 762973phần III: thiết kế các bộ truyền A. Thiết kế bộ truyền trong HGT .I. Bộ truyền bánh răng nghiêng. 1.Chọn vật liệuSinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:8 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Dựa vào bảng 6.1 và phần I , đối với bộ truyền bánh răng có công suất trung bình ta chọn vật liệu cho cả hai bánh là thép các bon chất lợng thờng : Thép CT45 tôi cải thiện. Tra bảng 6.1 ta có : Thép CT45 tôi cải thiện có:- Bánh răng nhỏ Kích thớc S (mm) không lớn hơn : 60 Độ rắn: HB1 =240 MPa Giới hạn bền b1 (MPa) : 850 Giới hạn chảy ch1 (MPa) : 580- Bánh răng lớn Kích thớc S (mm) không lớn hơn : 100 Độ rắn: HB2= 230 MPa Giới hạn bền b2 (MPa) : 750 Giới hạn chảy ch2 (MPa) : 450 Chú ý: Để đảm bảo sức bền đều của răng và khả năng chạy mòn của bộ truyền nên nhiệt luyện bánh răng lớn có độ rắn mặt răng thấp hơn bánh răng nhỏ : HB1 = HB2 + (10 đến 15) 2. Xác định ứng suất cho phép - ứng suất cho phép tiếp xúc [H] và ứng suất uốn cho phép đợc xác định theo công thức sau: [ ]HLXHVRH0limHHK.K.Z.ZS= [ ]FLFCXFSRF0limFFK.K.K.Y.YS= Trong đó : ZR :Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc ZV : Hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng KXH :Hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng . YR : Hệ số kể đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng YS : Hệ số kể đến ảnh hởng của hệ số tập chung ứng suất. Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:9 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế KXF : Hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn Khi tính sơ bộ ta lấy: ZR . ZV . KXH = 1 YX.YS.KXF =1Vậy : [ ]HLH0limHHK.S= [ ]FLFCF0limFFK.K.S= Trong đó : 0Hlim ; 0Flim Là ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở tra bảng 6.2 : SH = 1,1 ; SF = 1,75Vật liệu là thép 45 tôi cải thiện có: HB2 = 240 đối với bánh răng lớn HB1 = 230 đối với bánh răng nhỏDo đó : - Bánh răng nhỏ : 0Hlim = 2HB1 +70 = 550(MPa) 0Flim = 1,8 HB1 = 432(MPa) - Bánh răng lớn: 0Hlim = 2HB2 +70 = 530(MPa) 0Flim = 1,8 HB2 = 414(MPa)KFC : Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải (động cơ làm việc 1 chiều hay hai chiều) Làm việc 1 chiều lấy : KFC = 1KHL ; KFL : Hệ số tuổi thọ về độ bền tiếp xúc và độ bền uốn. HmHEHOHLNNK= ; FmFEFOFLNNK=Với mH và mF : Là bậc của đờng cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn : Vì vật liệu có HB < 350 nên chọn mH = 6 và mF = 6 - Xác định NHO ; NFO : NFO = 4.106 NHO = 30.H2,4HB + Đối với bánh răng nhỏ : NHO = 30.2402,4 =1,5.106 + Đối với bánh răng lớn: NHO = 30.2302,4 = 1,4.106 - Xác định NHE và NFE (Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng ứng với ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn)Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:10 [...]... Đợc tính từ các hệ số thành phần trong bảng 5.6 với + ko - Hệ số kể đến ảnh hởng của vị trí bộ truyền (k0 = 1) + ka - Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích (ka =1,25) + kđc - Hệ số kể đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng xích (kđc = 1) + kbt - Hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn (kbt = 1,3) + kđ - Hệ số tải trọng động , kể đến tính chất của tải trọng (kđ = 1,35) + kc - Hệ số kể đến chế... 2.75/(3,619 + 1) = 32,47 (mm) - T1 :Mômen xoắn trục chủ động - KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH = KH.KH.KH.KHv - KH : Hệ số kể dến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng KH =1,043 Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:13 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế - KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp Theo (6.40) : v =... Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế d Kiểm nghiệm độ bền uốn Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không vợt quá trị số cho phép : F1 = 2.T1 K F Y Y YF1 F2 = b w d w1 m [ F1 ] F1 YF 2 [ F2 ] YF1 Trong đó: T1 - là mômen xoắn trên bánh chủ động m - là mô đun bw - là bề rộng răng dw1 - là đờng kính vòng lăn của bánh chủ động KF - Hệ số tải trọng khi tính về... 4 H Trong đó: KH - Hệ số tải trọng ,chọn sơ bộ KH = 1,2 z3 , z4 - Số răng trục vít ,bánh vít Với u = 26,2 chọn z3 = 2 , do đó z4 = u.z3 = 24 2 = 48 Chọn z4= 48 Tỉ số truyền tính lại là : u = z4/z3 = 48/2=24 Sai số tỉ số truyền là : 0% < 4% T3 - Mômen xoắn trên tục bánh vít Chọn sơ bộ : = 0,8 do đó T3 = 9,55.106 P2 u2./n2 = 9,55.106.1,652.24.0,8/392,916 = 763228 (N.mm) q- Hệ số đờng kính trục vít... thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng nghiêng Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:11 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế a Xác định khoảng cách trục aw : a w = K a ( u + 1).3 T1 K H [ H ] 2 u. ba Trong đó : Ka - Hệ số, phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng tra bảng 6.5 Ka = 4 u1 - Tỉ số truyền T1 - Mômen xoắn trên bánh chủ động [H] - ứng suất tiếp xúc cho phép ba - Hệ số bề... Dựa vào sơ đồ hình 10.6 và hình 10.11 và bảng 10.3 , 10.4 (trang 190 194 sách thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập I) ta xác định đợc các khoảng cách trong đó dùng các kí hiệu : k - Số thứ tự của các trục trong hộp giảm tốc ( k = 1 , 2, 3) Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:33 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế i - Số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia... vòng lăn của bánh chủ động KF - Hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KF KF KFv KF - Hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng tra bảng (6.7) KF = 1,107 KF - Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng tra bảng 6.14 ta đợc KF = 1,37 KFv - Hệ số kể đến tải trọng động Tra bảng 6.15 ; 6.16 ta đợc : F = 0,006 , g0 = 73 Do đó : F = F g0 v KFv = 1 + aw... vít về quá tải: Với hệ số quá tải kqt =1,3 Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả Trang:21 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Hmax = H K qt = 133,967 1,3 =152,746 < [H]max =212,55 (MPa) Fmax = F Kqt =8,726.1,3 = 11,34 < [F]max =108 (MPa) Vậy bánh vít thoả mãn về quá tải d.Các thông số cơ bản của bộ truyền: STT Các thông số cơ bản 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Khoảng cách trục Môđun Hệ số đờng kính Tỉ... viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Kt = 8 17,5 : Hệ số toả nhiệt A : Diện tích mặt thoáng của hộp giảm tốc A = A1 + A2 Với A1 = 20.aw2 = 20.0,212 = 0,882 (m2)-Diện tích bề mặt hộp giảm tốc không có gân A2 = (0,1 0,2)A1 Diện tích tính toán của bề mặt gân : A2 = 0,1.A1 = 0,0882 A = A1 + A2 =0,9702 (m2) : Hệ số kể đến sự thoát nhiệt của hộp giảm tốc chọn= 0,3 = tck/(Pi.ti/P1) = 7/(1.5 + 0,8.2) = 1,06 Hệ số kể... Đờng kính cơ sở (db1,db2) Sinh viên thực hiện: Lê Nho Phả db1 = 30,51 ; =110,44 db2 mm Trang:17 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế II Bộ truyền trục vít - Bánh vít 1 Chọn vật liệu Vì bộ truyền trục vít xuất hiện vận tốc trợt lớn và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ớt không đợc thuận lợi nên cần phối hợp vật liệu trục vít và bánh vít sao cho cặp vật liệu này có hệ số ma . máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếMụC LụCTrang Phần I : Chọn động cơ I . Chọn động cơ điện dẫn động cho hệ dẫn động cơ khí. ....................3. Trang:2 Đồ án Chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếPhần I: Chọn động cơ điện cho hệ dẫn động cơ khí1 . Xác định công suất cần thiết (Pct)
![[σ H] - ứng suất tiếp xúc cho phép tra bảng 5.11 [σH ]= 650 (MPa) - Chọn động cơ điện cho hệ dẫn động cơ khí](https://media.store123doc.com/figures/001/547/ung-suat-tiep-xuc-phep-tra-bang-mpa-1547203.png)
