Đang tải... (xem toàn văn)
I.Chọn động cơ điện…………………………………….trang 1II.Thiết kế các bộ truyền trong hộp giảm tốc …………............31.Bộ truyền bánh răng ……………………………………............32.Bộ truyền trục vít……………………………………………….14 III.Tính trục …………………………………………………….151.Trục 1…………………………………………………….152.Trục 2…………………………………………………….193.Trục 3…………………………………………………….224.Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục……………………….255.Kiểm nghiệm then…………………………………......... 29IV.Chọn ổ lăn……………………………………………………301.Trục 1……………………………………………………..302.Trục 2…………………………………………………….323.Trục 3……………………………………………………..35V.Thiết kế vỏ hộp bôi trơn và ăn khớp………………………….38.
Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên I. TÍNH VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHO HỘP GIẢM TỐC. 1. Tính động cơ điện - Nếu gọi N là công suất băng tải, η là hiệu suất chung, N ct là công suất cần thiết ta có : ct N. N β = η Ta có F.v 12500.0,55 N 6,875kW 1000 1000 = = = Với 3 1 2 3 4 η = η η η η trong đó: - 1 η = 1 là hiệu suất khớp nối - 2 η = 0,97 là hiệu suất bộ truyền bánh răng - 3 η = 0,75 là hiệu suất bộ truyền trục vít - 4 η = 0,995 là hiệu suất của một cặp ổ lăn Ta có 1 2 3 4 η = η η η η = 1.0,97.0,75.0,995 3 = 0,72 Hệ số công suất khi tải trọng thay đổi 2 2 2 i i 1 ck T t 3,4 4,2 . 1 0,66 0,8 T t 8 8 β = ∑ = + = ÷ ct N. 6,875.0,8 N 7,6kW 0,72 β = = = η Page 1 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên Tra bảng P1.3 chọn động cơ phải có công suất lớn hơn N ct . Ta chọn sơ bộ loại động cơ điện 4A132M4Y3 có công suất định mức 11kW và có các tốc độ 2907, 1458, 970 vòng/phút.Ta chọn tốc độ là 2907 vg/p. 2. Xác định sơ bộ tỷ số truyền. - Tỷ số truyền động chung u t = u 1 .u 2 Trong đó u 1 là tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng thẳng chọn sơ bộ bằng 4 theo bảng 2.4 u 2 là tỷ số truyền của bộ truyền trục vít bánh vít chọn sơ bộ bằng 15 theo bảng 2.4 Ta có số vòng quay của trục tang t 60.1000.v 60.1000.0,55 n 42 .D .250 = = = π π Vậy ta có n dc = u t .n t = 15.4.42 = 2520 Vậy ta chọn vận tốc động cơ là 2907 vg/ph. Tính lại tỷ số truyền : u t = n dc /n t = 70 Chọn u 1 = 4 suy ra u 2 = 17,5 3. Tính công suất, số vòng quay, momen trên các trục - Công suất cần thiết: F.v 12500.0,55 N 6,875kW 1000 1000 = = = - Công suất trên trục III: Page 2 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên 3 4 N 6,875 N 6,9kW 0,995 = = = η - Công suất trên trục II 3 2 4 3 N 6,9 N 9, 2kW . 0,995.0,75 = = = η η - Công suất trên trục I: 2 1 4 2 N 9,2 N 9,5kW . 0,995.0,97 = = = η η - Số vòng quay trên trục I: n 1 = n dc = 2907 vg/p - Số vòng quay trên trục II: n 2 = n 1 /u 1 = 2907/4=727 vg/p - Số vòng quay trên trục III: n 3 = n 2 /u 2 = 727/17,5 = 42 vg/p • Ta có bảng số liệu Thông số Trục I Trục II Trục III Công suất N (kW) 9,5 9,2 6,9 Số vòng quay n (vòng/phút) 2907 727 42 Momen T (N.mm) 31209 120852 1,6.10 6 II. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC. 1. Bộ truyền bánh răng thẳng. Page 3 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên - Công suất 9,5kW - Tỉ số truyền u = 4 - Tốc độ quay của bánh chủ động n 1 = 2907 (vg/ph) - Thời gian làm việc t =16000 (giờ). - T mm = 1,65T 1 - T 2 = 0,66T 1 - t 1 = 3,4(giờ) - t 2 = 4,2(giờ) - t ck = 8(giờ • Chọn vật liệu - Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện HB = 260 b ch 850MPa; 580MPaσ = σ = - Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện có độ cứng HB = 225 b ch 750MPa; 450MPaσ = σ = • Định ứng suất cho phép - Số chu kì chịu tải tương đương của bánh lớn N HE2 Ta có : 3 N li HE i i i 1 1 T N 60.C. .n .t T = = ÷ ∑ Trong đó: - n i là số vòng quay trong 1 phút - T li là momen xoắn ở chế độ i - N là số thứ tự của chế độ làm việc - t i là thời gian làm việc ở chế độ i - C số lần ăn khớp của răng trong mỗi vòng quay. Page 4 T mm T 1 T 2 t 1 t 2 t ck t mm t T Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên 3 3 8 HE2 2907 3,4 4,2 N 60.16000. . 1 . 0,66 . 8.10 2 8 8 → = + ≈ ÷ Vậy N HE2 > N HO2 ta lấy K HL = 1 Ta cũng có 8 8 HE1 HE2 N u.N 4.2.10 16.10 = = = N HE1 > N HO1 ta lấy K HL = 1 Giới hạn bền mỏi tiếp xúc của hai bánh răng là: H lim1 H lim 2 2.HB 70 2.260 70 580MPa 2.HB 70 2.225 70 520MPa σ = + = + = σ = + = + = Ta có được ứng suất tiếp xúc cho phép của mỗi bánh răng được tính: - Bánh nhỏ : [ ] H1 580 527MPa 1,1 σ = = - Bánh lớn : [ ] H2 520 473MPa 1,1 σ = = Ứng suất tiếp xúc cho phép [ ] H σ dùng để tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng là [ ] H σ = 473MPa. • Xác định ứng suất uốn cho phép - Số chu kì chịu tải tương đương của bánh lớn được tính theo công thức: F m N i FE i i i 1 1 T N 60.C .n .t T = = ÷ ∑ - Ta có N FE1 = 25,6.10 6 suy ra N FE2 = 52,2.10 6 > N Fo Ta lấy K FL = 1 Bộ truyền quay một chiều nên ta lấy K FC = 1 Ta có giới hạn bền mỏi uốn của hai bánh răng : Page 5 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên - Bánh nhỏ 0 Flim1 Flim1 FL FC FL FC .K .K 1,8HB.K .K 1,8.260 468MPa σ = σ = = = - Bánh lớn 0 Flim1 Flim1 FL FC FL FC .K .K 1,8HB.K .K 1,8.225 405MPa σ = σ = = = Ứng suất mỏi uốn cho phép được xác định theo công thức: [ ] Flim F R S xF F Y Y K S σ σ = Trong đó S F là hệ số an toàn ; Y S là hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước răng 1,08 – 0,16 ; K xF hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng d a < 400 ta có K xF = 1 ; Y R hệ số ảnh hưởng bởi độ nhám mặt lượn chân răng 1,05 – 1,2 [ ] F1 468 1.1,03.1 283,6MPa 1, 7 → σ = = [ ] F2 405 .1.1, 03.1 245, 4MPa 1, 7 → σ = = • Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải - Bánh nhỏ : [ ] H1 ch max 2,8 2,8.580 1624MPaσ = σ = = - Bánh lớn : [ ] H1 ch max 2,8 2,8.450 1260MPaσ = σ = = • Ứng suất uốn cho phép khi quá tải - Bánh nhỏ : [ ] F1 2,2HB 2,2.260 572MPa σ = = = - Bánh lớn : [ ] F2 2,2HB 2,2.225 495MPaσ = = = • Xác định sơ bộ khoảng cách trục theo công thức 6.15a [ ] 1 H 3 w a 2 H ba T .K a K (u 1) .u. β = ± σ ψ Trong đó - K a la hệ số phụ thuộc vào loại vật liệu của cặp bánh răng trong trường hợp này ta lấy K a = 49,5 - u là tỷ số truyền u = 2 - T 1 là momen xoắn trên bánh dẫn Page 6 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên - H K β là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng ta chọn H K β = 1,02 - [ ] H σ là ứng suất tiếp xúc cho phép [ ] H σ = 473MPa - ba ψ là hệ số chọn theo bảng 6.6 trang 96 ta chọn ba ψ =0,3 3 w 2 31209.1,02 a 49,5.(4 1) 121,5mm 473 .4.0,3 → = + = • Xác định môđun pháp m w m (0,01 0,02)a 1,215 2,43 = ÷ = ÷ Ta lấy m = 2,25 • Xác định số răng - Chọn sơ bộ góc nghiêng 0 0 β = ta có cos =1 β - Ta có số răng bánh nhỏ: ( ) w 1 2.a .cos 2.121,5 Z 21,6 m. u 1 2,25.5 β = = = + Ta lấy Z 1 = 22 - Số răng bánh lớn :Z 2 = Z 1 .u = 22.4 = 88 Ta có Z t = Z 1 + Z 2 = 22 + 88=110 - Tính trục a theo công thức 6.21 t m.Z 2.25.110 a 113,75mm 2 2 = = = Ta lấy a w = 125 theo tiêu chuẩn. • Xác định các hệ số và một số thông số động học Khoảng cách trục a w = 125 mm Page 7 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên Đường kính chia d 1 = mZ 1 2,25.22 = 49,5mm d 2 = mZ 2 = 2,25.88 = 198mm • Kiểm nghiệm độ bền răng và độ bền tiếp xúc. - Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng phải thỏa mãn điều kiện sau: [ ] 1 H H M H H 2 w w1 2T K (u 1) Z Z Z (1) b ud ε ± σ = ≤ σ Trong đó - Z M là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp tra bảng 6.5 ta chọn Z M = 274 - Z H là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc tra bảng 6.12 ta chon Z H = 1,76 - Z ε là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng ta chon Z ε = 0,75 - K H là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc được tính theo công thức H H H Hv K K .K .K β α = với các giá trị K Hβ = 1,02 K Hα = 1 ; K Hv = 1,09 Ta có được K H = 1,11 thay vào biểu thức 1 ta có H 2 2.31209.1,11.(4 1) 274.1,76.0,75 348MPa 37,5.4.50 + σ = = Vậy ta thấy σ H < [σ H ] = 473MPa • Kiểm nghiệm độ bền răng theo độ bền uốn. Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá giá trị ứng suất uốn cho phép [ ] 1 F F1 F1 F1 w w1 2T K Y Y Y m.b .d ε β σ = ≤ σ Page 8 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên Trong đó K F là hệ số tải trọng khi tính đến ứng suất uốn K F = K Fβ .K Fα .K Fv = 1,03.1.1,01=1,04 Y ε hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Y ε = 1/ε α = 0,56 Y β = 1 là hệ số kể đến độ nghiêng răng Y F1 hệ số dạng răng của bánh 1 tra bảng 6.18 ta chọn Y F1 = 3,75 Thay vào công thức ta có ứng suất uốn tại chân răng của bánh 1 là: [ ] F1 F1 2.31209.1,04.0,56.1.3,75 32,3MPa 2,25.37,5.50 σ = = < σ Tương tự ta có ứng suất uốn tại chân răng bánh 2 [ ] F1 F2 F2 F2 F1 .Y 32,3.3,60 31 Y 3,75 σ σ = = = < σ Vậy hai bánh răng đều thỏa mãn điều kiện uốn chân răng. • Kiểm nghiệm ứng suất khi quá tải. Page 9 Đồ Án Chi Tiết Máy Lê Viết Tuyên [ ] H max H qt Hmax Kσ = σ ≤ σ Trong đó K qt = T mm /T 1 = 1,65 [ ] H max H max 348. 1,65 447 σ = = < σ [ ] Fmax F qt Fmax .K 32,3.1, 65 53,3 σ = σ = = < σ • Thông số hình học và kích thước bộ truyền. Thông số Ký hiệu Kết quả tính được (mm) Khoảng cách trục a w 125 mm Đường kính chia d d 1 = mZ 1 = 49,5 d 2 = mZ 2 = 198 Đường kính lăn d w d w1 = 2a w /(u + 1) = 50 d w2 = d w1 .u = 200 Đường kính đỉnh răng d a d a1 = d 1 + 2m = 54 d a2 = d 2 + 2m = 202,5 Đường kính đáy răng d f d f1 = d 1 – 2,5m = 43,9 d f2 = d 2 – 2,5m = 192,4 Đường kính cơ sở d b d b1 = d 1 cosα = 46,5 d b2 = d 2 cosα = 186 Góc profin gốc α 20 0 Góc profin răng α t α t = arctan(tanα/cosβ) = 20 0 Góc ăn khớp α tw α tw = arcos(a.cos α t /a w ) = 21 0 31’ Khoảng cách trục chia a a = 0,5(d 1 + d 2 ) = 123,75 Chiều rộng răng b w w ba w b .a = ψ = 0,3.125 = 37,5 Lực ăn khớp 1 t1 t 2 w1 a 0 r1 r2 t1 2T 2.31209 F F 1261N d 49,5 F 0 F F F .tan 20 459N = = = = = = = = Page 10 [...]... 100MPa v [c] = 30 MPa Nh vy tt c cỏc mi ghộp u tha món bn dp v bn ct Kt cu trc sau khi tớnh toỏn v kim nghim: Trc 1: - Trc 2 - Page 32 n Chi Tit Mỏy - IV - 1 - Lờ Vit Tuyờn Trc 3: CHN LN trc dựng trc, gi cho trc cú v trớ xỏc nh trong khụng gian, tip nhn ti trng v truyn n b mỏy Tựy theo dng ma sỏt trong ngi ta phõn ra trt v ln Chỳng khỏc nhau v cu to, lp ghộp, phm vi s dng v phng phỏp tớnh toỏn... nghim bn ca then Vi cỏc tit din trc dựng mi ghộp then cn phi tin hnh kim nghim mi ghộp v bn dp theo cụng thc 9.1 v bn ct theo cụng thc 9.2 Page 31 3,2 4,0 n Chi Tit Mỏy - Lờ Vit Tuyờn Kt qu tớnh toỏn nh sau vi lt = 0,9lm =1,35d d(mm) 32 35 80 lt 43 47 108 bìh 10ì8 10ì8 20ì12 t1 5 5 7,5 T(Nmm) 31209 120852 1,6.106 d (MPa) c(MPa) 15,1 4,5 49 14,7 82 18,5 Trong ú d l bn dp c tớnh theo cụng th 9.1 ... ta chn bi 1 dóy c nng cú kớ hiu 407 Xột ti gi trc B ta chn cp a cụn c nh rng cú kớ hiu 7311 vi cỏc thụng s sau : + ng kớnh trong d = 55mm + ng kớnh ngoi D = 120mm + Chiu rng B = 29mm + Gúc ln r = 3,0mm + Gúc = 12,50 + Ti trng ng cho phộp [C]= 102,0kN + Ti trng tnh cho phộp [C0] = 81,5kN a) Kim nghim li v kh nng ti ng Page 36 ... 3C 70 2,32 2,52 2,1 2,03 K d = ( K / + K x 1) / K y Trong ú K d = (K / + K x 1) / K y Sj = Sj = 1 K dj aj + mj 1 K dj.aj + mj 2,1 2 2,5 8 1,7 2,0 7 5,2 6 1,3 4 21, 5 26, 7 cụng thc 10.25 cụng thc 10.26 cụng thc 10.20 cụng thc 10.21 V h s an ton S c tớnh theo cụng thc 10.19 nh sau : Sj.Sj Sj = [ s] 2 2 Sj + Sj [S] - h s an ton cho phộp thụng thng [S] = 1,5 2,5 Ta thy ti tit din 3C, 1A... cụng thc v t = 4,5.10- 5.n1 3 T2 Vi T2 l momen xon trờn bỏnh vớt T2 = 1,5.106 N.mm vt = 3,7 m/s chn vt liu bỏnh vớt l ng thanh thic ỳc li tõm vt liu trc vớt l thộp 45 tụi b mt cú rn HRC =45 Page 11 n Chi Tit Mỏy Lờ Vit Tuyờn nh ng sut cho phộp ca rng bỏnh vớt T bng 7.2 vi cp vt liu bỏnh vớt trc vớt ó chn trờn ta cú : b = 600MPa, ch = 200MPa , [H] = 206,4MPa Vi b truyn lm vic 1 chiu ta cú [Fo] tớnh... tan ( gw + j ) tan ( 90 + 2,240 ) A= Ta cú III 1000(1 - 0,76).9,76 = 0,75m 2 [ 0,7.13(1 + 2,24) + 0,3.16,5] 1,3.(90 - 20) TNH TRC CHO HP GIM TC Chn vt liu Chn vt liu ch to trc l thộp 45 cú b = 600Mpa ng sut xon cho phộp [] = 15Mpa Trc 1 Ta cú cụng sut trờn trc vo hp gim tc PI = 9,5 kW s vũng quay n = 2907 vg/p, mụmen xon trờn trc T1 = 31209N.mm Chiu rng bỏnh rng 1 trờn trc 1 b1 = 37,5mm; Chn khp... trung cú kớ hiu 407 vi cỏc thụng s i kốm nh sau : + ng kớnh trong d = 35mm + ng kớnh ngoi D = 100mm + Chiu rng B = 25mm + Kh nng ti ng [C] = 43,6kN - Page 35 n Chi Tit Mỏy Lờ Vit Tuyờn + Kh nng ti tnh [C0] = 31,9kN Tớnh kim nghim kh nng ti ca ti v trớ A a) Kim nghim kh nng ti ng ca - Ta cú cụng thc kim nghim kh nng ti ng m L C = Q i Trong ú m = 3 ng vi bi mt dóy L l tui th ca n v triu vũng... tra bng 10.2 ta cú chiu rng ln b 0 = 41mm Vi l12 = 0,5(lm22 + b0) + k1 + k2 trong ú lm22 = 0,9d3 = 0,9.85 = 76,5mm k1 = 10mm ;k2 = 10mm theo bng 10.3 ta cú l12 = 0,5(76,5 + 41) +10+10 = 78,75mm l21 = 2l22 = 157,5mm Tớnh phn lc ti cỏc - YA YB + Fr = 0 M xA = M Ft + Fr l22 YB l21 = 0 Theo phng y ta cú h phng trỡnh : Trong ú MFt l mụmen do lc Ft gõy ra M Ft = Ft.d/2 = 9142.370/2 = 1,7.106 Nmm... trc ng c kiu 4A132M cú d =38mm ta cú ng kớnh s b ti im lp khp ni d = 0,8d dc = 0,8.38 = 30,4 ta chn d theo tiờu chun dkn = 32mm - Tra bng 16-10a ta cú cỏc kớch thc ca khp ni + Mụmen T = 125kN + ng kớnh trong d = 32mm + ng kớnh ngoi D =125mm + ng kớnh D0 = 90mm Xỏc nh s b ng kớnh trc 1 Tk dk = 3 0, 2 [ ] vi k =13 thay T1 = 31209N.mm 31209 d1 = 3 = 21,8(mm) 0,2.15 - Ta cú - Tra bng 10.2 ta chn chiu rng... 69,3mm 0,2.[ ] 0,2.15 - ta chn dC = 70mm Tng t ta cú tit din trc ti cỏc v trớ lp ln A v B d ol = 46,9mm theo tiờu chun ta chn dol = 50mm Ta cú kt cu s b trc ra ca hp gim tc : Kim nghim bn mi ca trc Vi thộp 45 cú b = 600MPa ; -1 = 0,436b = 261,1MPa ; = 0,05; = 0 -1 = 0,58-1 = 151,7MPa theo bng 10.6 - Cỏc trc ca hp gim tc u quay nờn ng sut un thay i theo chu kỡ i xng do ú aj tớnh theo (10.22) mj =