Đang tải... (xem toàn văn)
thuyết minh đồ án môn học chi tiết máy - nguyên lý máy
ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc PhÇn I chän ®éng c¬ vµ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè trªn trôc I Chän ®éng c¬: 1- Chän kiÓu lo¹i ®éng c¬: Dùa trªn c¸c kiÓu lo¹i ®éng c¬ ®iÖn hiÖn cã, víi yªu cÇu thiÕt kÕ vµ tÝnh u viÖt cña ®éng c¬ ®iÖn cÇn chän, ®ã ta chän ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha roto lång sãc, v× vËy ®éng c¬ nµy cã u ®iÓm lµ: kÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh t¬ng ®èi h¹, dÔ b¶o qu¶n, lµm viÖc tin cËy, cã thÓ m¾c trùc tiÕp vµo líi ®iÖn ba pha mµ kh«ng cÇn biÕn ®æi dßng ®iÖn 2- Chän c«ng suÊt cña ®éng c¬: C«ng suÊt cña ®éng c¬ ®îc chän theo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é - ®¶m b¶o cho khi lµm viÖc nhiÖt ®é sinh ra kh«ng qu¸ møc cho phÐp: dc dc Pdm ≥ Plv dc Trong ®ã: Pdm - C«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ dc Plv - C«ng suÊt lµm viÖc trªn trôc ®éng c¬ Víi t¶i kh«ng ®æi, c«ng suÊt lµm viÖc ®îc tÝnh: dc Plv = ct Plv η ct Trong ®ã: Plv - C«ng suÊt lµm viÖc trªn trôc c«ng t¸c η - HiÖu suÊt truyÒn ®éng tõ trôc ®éng c¬ tíi trôc c«ng t¸c C«ng suÊt lµm viÖc trªn trôc c«ng t¸c ® îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ct Plv = Ft v 103 Trong ®ã: Ft - Lùc vßng (N) v - VËn tèc vßng cña b¨ng t¶i (xÝch t¶i) (m/s) 3,5.103.1,8 P = 103 => = 6,3 (KW) ct lv Víi s¬ ®å gåm c¸c bé truyÒn m¾c nèi tiÕp η ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -1- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc η ∑ = η 1 η 2 η 3 η 1 , η 2 , η 3 lµ hiÖu suÊt cña c¸c bé truyÒn vµ c¸c cÆp æ l¨n trong hÖ truyÒn dÉn Tra b¶ng 2.3 (TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ - trang 19) Ta cã: η xÝ ch = 0,7 ; η æ l¨ n = 0,995 η c«n = 0,97; η tr ô = 0,98 η k h íp = 1 Tõ s¬ ®å cña bé truyÒn ta cã: η = η xÝ ch η 4 æ l¨n η c«n η trô η k h íp => η = 0,97.0,9954.0,97.0,98.1 = 0,9038 ct Ta tÝnh ®îc Plv : dc Plv = ct Plv 6,3 = = 6,9706 (KW) η 0,9038 C«ng suÊt ®éng c¬ ®îc chän theo ®iÒu kiÖn: dc dc Pdm ≥ Plv dc Pdm : C«ng suÊt ®Þnh møc trªn trôc ®éng c¬ ®îc lÊy theo tiªu chuÈn dc Ta chän Pdm = 7,5 (KW) 3- Tèc ®é ®éng c¬ Sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬ (tèc ®é tõ tr êng quay) ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: n db = 60.f p Trong ®ã: f- TÇn sè cña dßng ®iÖn xoay chiÒu (Hz) (víi m¹ng l íi ®iÖn níc ta f = 50 Hz) p- Sè ®«i cùc tõ; p = 1; 2; 3; 4; 5; 6 + X¸c ®Þnh sè vßng quay ®ång bé nªn dïng cho ®éng c¬: Chän s¬ bé sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬: n ®b = 1500 v/ph (kÓ ®Õn sù trît n ®b = 1450 v/ph); khi nµy tØ sè truyÒn s¬ bé cña hÖ thèng u sb , ®îc x¸c ®Þnh: Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -2- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc u sb = n db 1450 = n ct n ct Trong ®ã: n db - Sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬ n ct - Sè vßng quay cña trôc c«ng t¸c Víi truyÒn ®éng b¨ng t¶i ta cã: n ct => u sb = 60.103.v 60.103.1,8 = = 76,43 (v/ph) = π.D 3,14.450 n db 1450 = = 18,97 n ct 76,43 Tra b¶ng 1.2 (Híng dÉn thiÕt kÕ Chi tiÕt m¸y) ta x¸c ®Þnh ® îc tØ sè truyÒn nªn dïng vµ giíi h¹n cña c¸c truyÒn ®éng: Ta cã: u n d cña Hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng c«n - trô trong kho¶ng tõ 8 - 31,5 u n d cña bé truyÒn xÝch lµ tõ 1,5 - 5 => TØ sè truyÒn nªn dïng cña c¶ hÖ lµ tõ 12 - 157,5 TØ sè truyÒn s¬ bé cña bé truyÒn u sb = 18,97 n»m trong kho¶ng tØ sè truyÒn nªn dïng, vËy ta chän sè vßng quay ®ång bé cña ®éng c¬ lµ n ®b = 1500 v/ph ®Ó th¶o m·n 4- Chän mét ®éng c¬ ®iÖn cô thÓ Ta chän lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nh·n hiÖu K do lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nµy ®îc s¶n xuÊt träng níc, vµ cã u ®iÓm h¬n ®éng c¬ ®iÖn DK Tra b¶ng P1.1 phô lôc ta chän ®éng c¬ K160S4 cã c¸c th«ng sè sau: dc Pdm = 7,5 KW VËn tèc quay n = 1450 v/ph η = 87,5 % Cosϕ = 0,86 IK = 5,8 I dn TK = 2,2 Tdn 5- KiÓm tra qu¸ t¶i, kiÓm tra më m¸y Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -3- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc Do t¶i lµ kh«ng ®æi nªn kh«ng cÇn kiÓm tra qu¸ t¶i mµ chØ cÇn kiÓm tra më m¸y theo c«ng thøc: dc dc Pmm ≥ Pbd Víi dc Pmm - C«ng suÊt më m¸y cña ®éng c¬ dc Pbd - C«ng suÊt c¶n ban ®Çu cña ®éng c¬ Ta cã: TK dc Pdm = 2,2.7,5 = 16,5 (KW) Tdn dc Pmm = dc dc Pbd = Plv k bd = 6,9706.1,35 = 9,41 (KW) dc dc VËy ta thÊy Pmm > Pbd II Ph©n phèi tØ sè truyÒn Tû sè truyÒn chung cña toµn hÖ thèng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: u= n dc n ct = u ng u h 1- Ph©n phèi tØ sè truyÒn cho bé truyÒn ngoµi hép: Víi hép gi¶m tèc 2 cÊp b¸nh r¨ng nèi víi mét bé truyÒn ngoµi hép: u n g = (0,1 ÷ 0,15)u h => (0,1 ÷ 0,15)u ung = Chän u n g = 0,15u = 0,15.18,97 = 1,69 Ta cã: uh = u 18,97 = 11,22 = u ng 1,69 2- Ph©n phèi tØ sè truyÒn cho bé truyÒn trong hép Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng c«n trô 2 cÊp cã thÓ ph©n phèi nh sau: u 2 = 1,056 3 ψ ba u h k be (1 − 0,5k be ) 2 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -4- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc Víi k b e lµ hÖ sè chiÒu réng vµnh r¨ng b¸nh r¨ng c«n Chän ψ ba = 0,4; k be = 0,3 u 2 = 1,32 3 u h = 1,323 11,22 = 2,96 => u1 = uh u2 11,22 = 3,79 2,96 = III TÝnh c¸c th«ng sè trªn trôc 1- C«ng suÊt trªn c¸c trôc: Ta cã: P i = p i-1 η i -1,i dc + C«ng suÊt trªn trôc I: P I = Pct η xÝ ch η æ => P I = 6,9706.0,97.0,995 = 6,728 (KW) + C«ng suÊt trªn trôc II: P II = P I η c«n η æ = 6,728.0,97.0,995 = 6,494 (KW) + C«ng suÊt trªn trôc III: P III = P II η trô η æ = 6,494.0,98.0,995 = 6,332 (KW) + C«ng suÊt trªn trôc lµm viÖc (trôc IV): P l v = P III η k η æ = 6,332.1.0,995 = 6,3 (KW) 2- Tèc ®é quay cña c¸c trôc: + Trôc I: n I = n ®c = 1450 (v/ph) + Trôc II: n II = nI u1 = 1450 = 382,59 (v/ph) 3,79 + Trôc III: n III = n II u2 = 382,59 = 129,25 (v/ph) 2,96 + Trôc lµm viÖc: Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -5- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc n lv = n III u ng = 129,25 =76,479 (v/ph) 1,69 3- M«men xo¾n trªn c¸c trôc: + Trôc ®éng c¬: 6 Pdc T ®c = 9,55.10 6 9,55.10 6,9706 = = 45909,81 (Nmm) 1450 n dc + Trôc I: PI T I = 9,55.10 6 nI 6 = 9,55.10 6,728 = 44312 (Nmm) 1450 + Trôc II: T II = 9,55.10 PII 6 n II 6 = 9,55.10 6,494 = 162099,64 (Nmm) 382,59 + Trôc III: T III = 9,55.10 6 PIII n III 6 = 9,55.10 6,332 = 467857,64 (Nmm) 129,25 + Trôc lµm viÖc: T lv = 9,55.10 6 Plv n lv 6 = 9,55.10 6,3 = 786686,54 (Nmm ) 76,479 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -6- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc 4- B¶ng th«ng sè: Th«ng sè Trôc §éng c¬ u 1 n (v/ph) P (KW) T (Nmm) 1450 6,9706 45909,81 I 3,79 II 2,96 III 1,69 Lµm viÖc Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -7- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc PhÇn II ThiÕt kÕ c¸c bé truyÒn I- Bé truyÒn xÝch 1 Chän lo¹i xÝch Chän lo¹i xÝch èng con l¨n (xÝch con l¨n) lµ lo¹i xÝch cã ®é bÒn mßn cao h¬n xÝch èng vµ chÕ t¹o nã kh«ng phøc t¹p b»ng xÝch r¨ng XÝch èng con l¨n ®îc dïng khi vËn tèc lµm viÖc d íi 10 ®Õn 15 m/s, u tiªn dïng xÝch mét d·y 2 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña xÝch vµ bé truyÒn xÝch + Chän sè r¨ng ®Üa xÝch: Sè r¨ng ®Üa xÝch ®îc chän cÇn ®¶m b¶o cho sè r¨ng nhá nhÊt cña ®Üa xÝch lín h¬n z min (z mi n = 17 - 19 ®èi víi xÝch con l¨n vËn tèc trung b×nh, z min = 13 - 15 khi vËn tèc thÊp) Cã thÓ dùa vµo tØ sè truyÒn u ®Ó chän z 1 theo c«ng thøc: z 1 = 29 - 2u ≥ 19 Víi tØ sè truyÒn u = 1,69 ta cã: z 1 = 29 - 2.1,69 = 25,62 > 19 Sè r¨ng ®Üa xÝch ®îc quy trßn theo sè lÎ nªn ta chän z 1 = 27 Tõ sè r¨ng ®Üa nhá z 1 tÝnh ra sè r¨ng ®Üa lín z 2 : z 2 = u.z 1 ≤ z ma x z ma x ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ ®é t¨ng b íc xÝch do b¶n lÒ bÞ mßn sau mét thêi gian lµm viÖc §èi víi xÝch èng con l¨n z ma x = 120 Víi u = 1,69 ta cã: z 2 = 1,69.27 = 45,63 Chän sè r¨ng ®Üa lín z 2 = 47 tho¶ m·n < z ma x + X¸c ®Þnh bíc xÝch p: Bíc xÝch p ®îc x¸c ®Þnh tõ chØ tiªu vÒ ®é bÒn mßn cña b¶n lÒ, tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: p 0 = F t /A ≤ [p 0 ] Trong ®ã: p 0 - ¸p suÊt trªn mÆt tùa b¶n lÒ F t - lùc vßng Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -8- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc A - diÖn tÝch mÆt tùa b¶n lÒ (diÖn tÝch chiÕu) [P 0 ] - ¸p suÊt cho phÐp Ngêi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ¸p suÊt cho phÐp [P 0 ] hoÆc c«ng suÊt cho phÐp [P], do ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc bíc xÝch theo [P] §Ó ®¶m b¶o chØ tiªu vÒ ®é bÒn mßn cña bé truyÒn xÝch cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: P t = P.k.k z k n ≤ [P] Trong ®ã: P t , P, [P] lÇn lît lµ c«ng suÊt tÝnh to¸n, c«ng suÊt cÇn truyÒn vµ c«ng suÊt cho phÐp, KW k z = z 01 /z 1 = 25/z 1 lµ hÖ sè sè r¨ng; k n = n 0 1 /n 1 lµ hÖ sè vßng quay; k = k 0 k a k ®c k bt k ® k c k ®îc tÝnh tõ c¸c hÖ sè thµnh phÇn víi: k 0 - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña vÞ trÝ bé truyÒn k a - hÖ sè kÓ ®Õn kho¶ng c¸ch trôc vµ chiÒu dµi xÝch k ®c - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña viÖc ®iÒu chØnh lùc c¨ng xÝch k bt - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña b«i tr¬n k ® - hÖ sè t¶i träng ®éng, kÓ ®Õn tÝnh chÊt cña t¶i träng k c - hÖ sè kÓ ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña bé truyÒn Tra b¶ng 5.6 (TÝnh to¸n thiÕt kÕ HD§CK tËp 1 - 82) ta cã: - §êng nèi hai t©m ®Üa xÝch so víi ®êng n»m ngang < 60 0 nªn k 0 =1 - Kho¶ng c¸ch trôc a = (30 50)p nªn k a = 1 - VÞ trÝ trôc ®îc ®iÒu chØnh b»ng mét trong c¸c ®Üa xÝch: k ®c = 1 - T¶i träng tÜnh, lµm viÖc ªm: k ® = 1 - Lµm viÖc 2 ca: k c = 1,25 - M«i trêng lµm viÖc cã bôi, b«i tr¬n II: k b t = 1,3 => k = k 0 k a k ®c k bt k ® k c = 1.1.1.1,3.1.1,25 = 1,625 k z = 25/z 1 = 25/27 = 0,926 k n = n 0 1 /n 1 = 200/129,25 = 1,547 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn -9- ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc Ta tÝnh ®îc P t : P t = P.k.k z k n = 6,332.1,625.0,926.1,547 = 14,74 KW Tra b¶ng 5.5 ta t×m ®îc c«ng suÊt cho phÐp [P] cña xÝch con l¨n, tõ ®ã ta chän ®îc bíc xÝch p Víi [P] = 19,3 KW tra ®îc p = 31,75 mm §Ó h¹n chÕ ¶nh hëng cã h¹i cña va ®Ëp ®èi víi bé truyÒn, b íc xÝch p t×m ®îc ph¶i nhá h¬n p ma x ®îc cho trong b¶ng 5.8 Víi sè vßng quay cña ®Üa nhá n 1 = 129,25 v/ph th× bíc xÝch p = 31,75 mm + Kho¶ng c¸ch trôc vµ sè m¾t xÝch Kho¶ng c¸ch trôc nhá nhÊt ®îc giíi h¹n bëi khe hë nhá nhÊt cho phÐp gi÷a c¸c ®Üa xÝch (30 50 mm) a mi n = 0,5(d a 1 + d a2 ) + (30 50) MÆt kh¸c ®Ó tr¸nh lùc c¨ng qu¸ lín do träng l îng b¶n th©n xÝch g©y nªn, kho¶ng c¸ch trôc kh«ng ®îc qu¸ lín: a ≤ a ma x = 80p Víi tØ sè truyÒn lµ u = 1,69 chän a = 30p = 30.31,75 = 952,5 mm Tõ kho¶ng c¸ch trôc a ®· chän ta x¸c ®Þnh sè m¾t xÝch x: x = 2a/p + (z 1 + z 2 )/2 + (z 2 - z 1 ) 2 p/(4π 2 a) => x = 2.952,5/31,75 + (27 + 47)/2 + (47 - 27) 2 31,75/(4.3,14 2 952,5) ⇔ x = 97,34 mm Sè m¾t xÝch ®îc quy trßn lµ sè nguyªn (tèt nhÊt lµ sè ch½n) tõ ®ã ta cã sè m¾t xÝch lµ: x c = 98 TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc a theo sè m¾t xÝch ch½n x c : a * = 0,25p{x c - 0,5(z 2 + z 1 ) + => [x c ( − 0,5 z 2 + z 1 )] 2 a * = 0,25.31,75{ 98 − 0,5( 47 + 27 ) + [ 98 − 0,5( 47 + 27) ] 2 − 2[ ( 47 − 27) / 3,14] 2 } ⇔ a * = 963,06 mm Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 10 - [( ) ] 2 − 2 z 2 − z1 / π } ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc §Ó xÝch kh«ng chÞu lùc c¨ng qu¸ lín, kho¶ng c¸ch trôc a ® îc tÝnh cÇn gi¶m bít mét lîng ∆a = (0,002 0,0040)a Ta cã kho¶ng c¸ch trôc a tÝnh ®îc: a = a * - a * 0,002 = 963,06 - 963,06.0,002 = 961,13 mm KiÓm nghiÖm sè lÇn va ®Ëp i cña b¶n lÒ xÝch trong 1 gi©y: i = z 1 n 1 /(15x) ≤ [i] Tra b¶ng 5.9 ta x¸c ®Þnh ®îc [i] víi xÝch èng con l¨n bíc xÝch p = 31,75 mm lµ: [i] = 25 Ta cã: i = z 1 n 1 /(15x) = 27.129,25/(15.98) = 2,37 < [i] = 25 + KiÓm nghiÖm xÝch vÒ ®é bÒn Víi c¸c bé truyÒn xÝch bÞ qu¸ t¶i lín khi më m¸y hoÆc th êng xuyªn chÞu t¹i träng va ®Ëp trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ph¶i tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm vÒ qu¸ t¶i theo hÖ sè an toµn: s = Q/(k ® F t + F 0 + F v ) ≥ [s] Trong ®ã: Q - t¶i träng ph¸ háng, N, tra b¶ng 5.2 ta cã Q = 88500 N k ® - hÖ sè t¶i träng ®éng, chän k = 1,7 øng víi chÕ ®é lµm viÖc nÆng F t - lùc vßng, N; F t = 1000P/v v = Z 1 p.n 1 /60000 = 27.31,75.129,25/60000 = 1,85 m/s F t = 1000.6,332/1,85 = 3422,7 N F v - lùc c¨ng do lùc li t©m sinh ra, N, tÝnh theo c«ng thøc: F v = q.v 2 víi q lµ khèi lîng 1 mÐt xÝch Tra b¶ng 5.2 ta cã q = 3,8 kg => F v = 3,8.1,85 2 = 13,01 N F 0 - lùc c¨ng do träng lîng nh¸nh xÝch bÞ ®éng sinh ra, N, tÝnh theo c«ng thøc: F 0 = 9,81k f q.a Víi a - kho¶ng c¸ch trôc, m k f - hÖ sè phô thuéc ®é vâng f cña xÝch vµ vÞ trÝ bé truyÒn Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 11 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc Víi gi¸ trÞ thêng dïng cña ®é vâng f = (0,01 0,02)a lÊy k f = 4 øng víi bé truyÒn n»m nghiªng mét gãc d íi 40 o => F 0 = 9,81.4.3,8.0,96113 = 35,83 N => s = 88500/(1,7.3422,7 + 35,83 + 13,01) = 15,08 Tra b¶ng 5.10 ta cã [s] = 8,5 < s = 15,08 vËy bé xÝch ®¶m b¶o ®ñ bÒn + X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña ®Üa xÝch vµ lùc t¸c dông lªn trôc - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña ®Üa xÝch: §êng kÝnh vßng chia cña ®Üa xÝch ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc d 1 = p/sin(π/z 1 ) = 31,75/sin(π/27) = 273,63 mm d 2 = p/sin(π/z 2 ) = 31,75/sin(π/47) = 475,59 mm d a1 = p[0,5 + cotg(π/z 1 )] = 31,75[0,5 + cotg(π/27)] = 287,65 mm d a2 = p[0,5 + cotg(π/z 2 )] = 31,75[0,5 + cotg(π/47)] = 490,41 mm d f1 = d 1 - 2r Víi r = 0,5025d l + 0,05 = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,62 mm (d l = 19,05 tra b¶ng 5.2) d f1 = d 1 - 2r = 273,63 - 2.9,62 = 254,39 mm d f2 = d 2 - 2r = 475,59 - 2.9,62 = 456,35 mm - KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc cña ®Üa xÝch theo c«ng thøc: [ ] σ H = 0,47 k r (Ft K d + Fvd )E /( Ak d ) ≤ σ H 1 Trong ®ã: [σ H ] - øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp, MPa F t - lùc vßng, N, F t = 3422,7 N F v d - lùc va ®Ëp trªn m d·y xÝch, N, tÝnh theo c«ng thøc: F v d = 13.10 -7 n 1 p 3 m = 13.10 -7 129,25.31,75 3 1 = = 5,38 N k d - hÖ sè ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c d·y; k d = 1 (xÝch 1 d·y) K d - hÖ sè t¶i träng ®éng, tra b¶ng 5.6 ta cã K d = 1 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 12 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc k r - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña sè r¨ng ®Üa xÝch, phô thuéc vµo z 1 = 27, k r = 0,396 E - m« ®un ®µn håi, E = 2,1.10 5 MPa A - diÖn tÝch h×nh chiÕu cña b¶n lÒ, mm 2 , tra b¶ng 5.12 ta cã: A = 262 mm 2 => 5 σ H = 0,47 0,396(3422,7.1 + 5,38).2,1.10 /(262.1) = 490,26 MPa 1 Víi z 2 = 47, k r = 0,255 => 5 σ H = 0,47 0,255(3422,7.1 + 5,38).2,1.10 /(262.1) = 393,42 MPa 2 Nh vËy dïng thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB170 sÏ ®¹t ® îc øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp [σ H ] = 500 MPa, ®¶m b¶o ®îc ®é bÒn tiÕp xóc cho r¨ng ®Üa 1 §Üa 2 t¬ng tù còng chän cïng vËt liÖu vµ nhiÖt luyÖn - X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn trôc: Lùc t¸c dông lªn trôc ®îc tÝnh theo c«ng thøc: F r = k x F t Trong ®ã: k x - hÖ sè kÓ ®Õn träng lîng xÝch, k = 1,15 khi bé truyÒn n»m ngang hoÆc nghiªng mét gãc nhá h¬n 40 o VËy lùc t¸c dông lªn trôc lµ: F r = 1,15.3422,7 = 3936,11 N Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 13 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc II ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng 1- Chän vËt liÖu: Do kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt vµ theo quan ®iÓm thèng nhÊt ho¸ trong thiÕt kÕ Theo b¶ng 6.1 ta chän vËt liÖu cho c¸c b¸nh nh sau: B¸nh nhá: thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB 241 285 cã σ b 1 = 850 MPa; σ ch 1 = 580 MPa B¸nh lín: thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n HB 192 240 cã σ b 2 = 750 MPa; σ ch 2 = 450 MPa 2- Ph©n phèi tØ sè truyÒn: Víi u h = 11,22; u 1 = 3,79; u 2 = 2,96 3 X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp: Theo b¶ng 6.2 víi thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®è¨n HB 180 350, o σ H lim = 2HB + 70; S H = 1,1 o σ F lim = 1,8HB ; S F = 1,75 => Giíi h¹n mái tiÕp xóc øng víi sè chu kú c¬ së cña b¸nh lµ: o σ H lim 1 = 2.245 + 70 = 560 MPa o σ H lim 2 = 2.220 + 70 = 510 MPa Vµ giíi h¹n mái uèn øng víi sè chu kú c¬ së cña 2 b¸nh: o σ F lim 1 = 1,8.245 = 441 MPa o σ F lim 2 = 1,8.220 = 396 MPa Theo c«ng thøc tÝnh sè chu kú c¬ së lµ: N H o = 30HB 2 ,4 Do ®ã: N H o1 = 30.HB 1 2 ,4 = 30.245 2 ,4 = 16,259.10 6 N Ho2 = 30.HB 2 2,4 = 30.220 2,4 = 12,558.10 6 * Sè chu kú thay ®æi cña øng suÊt tiÕp xóc: N H E = 60.C.n.t ∑ Trong ®ã: C - Sè lÇn ¨n khíp cña 1 r¨ng khi b¸nh r¨ng quay ® îc 1 vßng => C = 1 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 14 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc n - Sè vßng quay trong 1 phót n I = 1450 v/ph; n II = 382,59 v/ph t ∑ - Tæng sè giê lµm viÖc trong thêi gian phôc vô Tû lÖ sè giê lµm viÖc trong mét ngµy lµ 2/3 vµ tû lÖ sè ngµy lµm viÖc trong mét n¨m lµ 2/3 VËy tæng sè giê lµm viÖc trong 4 n¨m lµ: 2 2 t ∑ = 5 .24 .365 = 19466,67 (h) 3 3 => N H E1 = 60.1.1450.19466,67 = 16936.10 5 N H E2 = 60.1.382,59.19466,67 = 446865196,5 Ta thÊy: N H E1 > N H o1 => K H L1 = 1 N H E2 > N H o2 => K H L2 = 1 VËy øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp sÏ ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: o [σ H ] = σ H lim K H L /S H o [σ H ] 1 = σ H lim 1 K HL 1 /S H = 560.1/1,1 = 509,09 MPa o [σ H ] 2 = σ H lim 2 K HL2 /S H = 510.1/1,1 = 463,636 MPa Víi b¸nh r¨ng nghiªng r¨ng th¼ng ta cã: [σ H ] ' = [σ H ] mi n = [σ H ] 2 = 463,636 MPa * Sè chu kú thay ®æi cña øng suÊt uèn: N FE = 60.C.n.t ∑ Ta thÊy: N FE = N H E => N FE 1 = 16936.10 5 ; N FE 2 = 446865196,5 N Fo - sè chu kú c¬ së cña ®êng cong mái uèn N Fo = 4.10 6 (®èi víi vËt liÖu b»ng thÐp) N FE 1 > N Fo 1 vµ N FE2 > N F o2 => K FL 1 = K FL2 = 1 VËy øng suÊt uèn cho phÐp ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: o [σ F ] = σ F lim K FC K FL /S F K FC - HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng ®Æt t¶i K FC = 1; S F = 1,75 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 15 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc => o [σ F ] 1 = σ F lim 1 K FC K FL 1 /S F = 441.1.1/1,75 = 252 MPa o [σ F ] 2 = σ F lim 2 K FC K FL2 /S F = 396.1.1/1,75 = 226,258 MPa * øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp: + øng suÊt tiÕp xóc qu¸ t¶i cho phÐp: [σ H ] ma x = 2,8.σ ch => [σ H ] ma x = 2,8.σ ch2 = 2,8.450 = 1260 MPa + øng suÊt uèn cho phÐp khi qu¸ t¶i: [σ F ] ma x = 0,8σ ch => [σ F1 ] ma x = 0,8.σ ch 1 = 0,8.580 = 464 MPa [σ F2 ] ma x = 0,8.σ ch2 = 0,8.450 = 360 MPa 4 X¸c ®Þnh chiÒu dµi c«n ngoµi: Theo c«ng thøc: [( 2 [ ]] ) R e = K R u + 1.3 T1 K Hβ / 1 − K be K be u σ H 2 K R = 0,5K d lµ hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu b¸nh r¨ng vµ lo¹i r¨ng Víi truyÒn ®éng b¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng b»ng thÐp th×: K d = 100 MPa 1/3 => K R = 0,5.100 = 50 MPa 1/3 K H β - HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng b¸nh r¨ng c«n: Tra b¶ng 6.21 víi K be u 1 2 − K be K b e - HÖ sè chiÒu réng vµnh r¨ng: K b e = b/Re = 0,25 0,3 LÊy K b e = 0,25 => K be u 1 2 − K be = 0,25.3,79 = 0,541 2 − 0,25 Trôc b¸nh nhá l¾p trªn æ ®òa, s¬ ®å I, HB < 350 ta tra ® îc: K Hβ = 1,12; T = 22681,17 Nmm [ => Re = 50 3,79 2 + 1.3 22681,17.1,12 / (1 − 0,25).0,25.3,79(463,636) 2 Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 16 - ] ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc Re = 107,78 mm 5 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp: * Sè r¨ng b¸nh nhá: d e1 = 2Re/ 1 + u 2 = 2.107,78 1 + 3,79 = 54,99 2 Tra b¶ng 6.22 ta ®îc Z 1P = 16 Víi HB < 350, Z 1 = 1,6.Z 1P = 1,6.16 = 25,6 §êng kÝnh trung b×nh vµ m«®un trung b×nh: d m1 = (1 - 0,5.K be )d e1 = (1 - 0,5.0,25).54,99 = 48,12 mm m tm = d m1 Z1 = 48,12 = 1,88 mm 25,6 M« ®un vßng ngoµi: m t x = m tm (1 − 0,5K be ) = 1,88 = 2,15 mm 1 − 0,5.0,25 Tra b¶ng 6.8 ta lÊy trÞ sè m«®un tiªu chuÈn: m t c = 2 Do ®ã m t m = m tc (1 - 0,5K be ) = 2.(1 - 0,5.0,25) = 1,75 Z1 = d m1 m tm = 48,12 = 27,5 1,75 Ta lÊy Z 1 = 28 * Sè r¨ng b¸nh lín: Z 2 = u.Z 1 = 3,79.28 = 106,12 Ta lÊy Z 2 = 107 VËy lû sè truyÒn: u = Z2 Z1 = 107 = 3,82 28 Gãc c«n chia: δ 1 = arctg(Z 1 /Z 2 ) = arctg(28/107) = 14,66 o => δ 2 = 90 o - δ 1 = 90 o - 14,66 o = 75,34 o Theo b¶ng 6.20 víi Z 1 = 28 ta chän hÖ sè dÞch chØnh: x 1 = 0,38; x 2 = -0,38 §êng kÝnh trung b×nh cña b¸nh nhá: Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 17 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc d m1 = Z 1 m t m = 28.1,75 = 49 mm ChiÒu dµi c«n ngoµi: Re = 0,5.m t c 2 2 Z 1 + Z 2 = 0,5.2 28 2 + 107 2 = 110,6 mm §êng kÝnh trung b×nh cña b¸nh lín: d m2 = Z 2 m t m = 107.1,75 = 187,25 mm 6 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc: KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc ®îc tÝnh theo c«ng thøc: 2 2 σ H = Z M Z H Z ε 2.T K u + 1 /(0,85.b.d u 1 H ml Trong ®ã: Z M - HÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu cña c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp; Tra b¶ng 6.5 ta cã Z M = 247 MPa 1/ 3 Z H - HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc, tra b¶ng 6.12 ta cã: x t = x 1 + x 2 = 0 ; Z H = 1,76 Z ε - HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng, ® îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Zε = (4 − ε α ) / 3 ε α - HÖ sè trïng khíp ngang, tÝnh theo c«ng thøc: ε α = [1,88 - 3,2(1/Z 1 + 1/Z 2 )].cosβ m cosβ m = 1 => ε α = 1,88 - 3,2(1/28 + 1/107) = 1,736 => Zε = (4 − 1,736) / 3 = 0,869 K H - HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc K H = K H β K Hα K H v K H β - HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng Tr b¶ng 6.21 ta cã K Hβ = 1,12 K H α - HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng kh«ng ®ång thêi ¨n khíp: Víi b¸nh r¨ng c«n r¨ng th¼ng K H α = 1 K H v - HÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp tÝnh theo c«ng thøc: Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 18 - ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc K H v = 1 + V H b.d ml /(2T 1 K H β K Hα ) V H = δ H g 0 v d ml (u + 1) / u Trêng §HKT C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn - 19 - ... /A ≤ [p ] Trong đó: p - áp suất mặt tựa lề F t - lực vòng Trờng ĐHKT Công Nghiệp Thái Nguyên -8 - Thuyết minh đồ án môn học A - diện tích mặt tựa lỊ (diƯn tÝch chi? ?u) [P ] - ¸p st cho phép Ngời... dn TK = 2,2 Tdn 5- Kiểm tra tải, kiểm tra mở máy Trờng ĐHKT Công Nghiệp Thái Nguyên -3 - Thuyết minh đồ án môn học Do tải không đổi nên không cần kiểm tra tải mà cần kiểm tra mở máy theo công thức:... Trong đó: C - Số lần ăn khớp bánh quay đ ợc vòng => C = Trờng ĐHKT Công Nghiệp Thái Nguyên - 14 - Thuyết minh đồ án môn häc n - Sè vßng quay n I = 1450 v/ph; n II = 382,59 v/ph t ∑ - Tỉng sè giê