Đang tải... (xem toàn văn)
NỘI DUNGTHIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤPLoại hộp: Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 1.Băng tải2.Nối trục đàn hồi3.Hộp giảm tốc4.Bộ truyền xích5.Động cơCác số liệu cho trước:1.Lực kéo bang tải : F = 14500N2.Vận tốc băng tải : v = 0,42ms3.Đường kính tang : D = 70mm4.Thời hạn phục vụ : lh = 10000giờ5.Số ca làm việc : số ca 26.Đặc tính làm việc : va đập nghẹ Tmm = 1,7 T1 T2 = 0,6 T1 t1 = 3,3h t2 = 4,3htck = 8h7.8.Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30Yêu cầu thực hiện:I.Phần thuyết minh:Trình bày đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế, bao gồm:Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mô men xoắn trên các trục .Tính toán bộ truyền ngoài.Tính toán bộ truyền bánh răng.Tính toán thiết kế trục.Tính chọn ổ đỡ.Lựa chọn kết cấu hộp.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Họ và tên sinh viên: HÀ MINH LỘC Lớp: Cơ điện 3 Khóa: 12 khoa: Cơ Khí Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN TUÂN NỘI DUNG THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP Loại hộp: Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 1 2 3 5 4 T Tmm T1 T2 tmm t1 t2 tck 1. Băng tải 2. Nối trục đàn hồi 3. Hộp giảm tốc 4. Bộ truyền xích 5. Động cơ Các số liệu cho trước: 1. Lực kéo bang tải : F = 14500N 2. Vận tốc băng tải : v = 0,42m/s 3. Đường kính tang : D = 70mm Tmm = 1,7 T1 T2 = 0,6 T1 t1 = 3,3h 4. Thời hạn phục vụ : l h = 10000giờ 5. Số ca làm việc : số ca 2 6. Đặc tính làm việc : va đập nghẹ t2 = 4,3h tck = 8h 7. 8. Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 30 Yêu cầu thực hiện: I. Phần thuyết minh: Trình bày đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế, bao gồm: - Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền và mô men xoắn trên các trục . - Tính toán bộ truyền ngoài. - Tính toán bộ truyền bánh răng. - Tính toán thiết kế trục. - Tính chọn ổ đỡ. - Lựa chọn kết cấu hộp. II. Phần bản vẽ: TT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng 1 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc A0 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP Loại hộp: bánh răng trụ răng nghiêng I. CHỌN ĐỘNG CƠ - Tính toán công suất cần thiết của động cơ. + công suất làm việc: p lv = F.v/1000 Trong đó: p lv : công suất cần thiết trên trục tang (kw) F : lực kéo bang tải (N) v : vận tốc băng tải (m/s) p lv = F.v/1000 = 14500.0,24/1000 = 6,09 (kw) + Công suất cần thiết của động cơ. p ct = p t / µ Trong đó: p t : là công suất tính toán trên trục máy công tác. P t được tính bằng công thức: P t = p lv µ : hiệu suất các bộ truyền truyể động µ = µ xích . µ 2 ổ lăn . µ bảnh răng .µ khớp nối .µ ổ trượt theo bảng (2.3) trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ ta có: µ xích = 0,93 µ 2 ổ lăn = 0,995.0,995 µ bảnh răng = 0,98 µ khớp nối = 0,99 µ ổ trượt = 0,99 =∑ µ = 0,93.0,995.0,995.0,98.0,99.0,99 = 0.89 Vậy công suất cần thiết của động cơ P ct = p t /µ = 3,57/0,89 = 4,0(kw) - Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ + tốc độ trục tang: n lv = 60.10 3 .v/π.D = 114,65 (v/p) + tỷ số truyền toàn bộ hệ: U t = U h . U x Chọn sơ bộ: U h = 5 , U x = 5 + số vòng quay sơ bộ của động cơ n sb = n lv . U t = 2865,25 (v/p) Chọn số vòng sơ bộ của động cơ n đc = 2850 v/p Tra bảng 1.3 chọn động cơ: A801A2Y3 Bảng thông số động cơ: Kiểu đ/c Công suất kw Vận tốc quay, v/p cos , % T max /T dn T k /T dn A132S8Y3 1,50 2850 0,85 81 2,2 2,0 II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tỷ số truyền của hệ: U t = U h . U x = n đc /n lv =2850/114,65 =24,86 Với loại hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ răng nghiêng ta chọn U h = 5 =>U x = 24,86/5 = 4,972 III. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TRỤC trục tang: p = p lv /µ khớp nối = 6,09/0,99 = 6,15 (kw) n = n lv = 114,65(v/p) T = 9,55.10 6 . p lv /n lv = 0,51.10 6 Nmm trục 2 : p 2 = p lv / µ khớp nối . µ ổ lăn = 6,15/0,99.0,99 = 6,29 (kw) n 2 = n lv = 114,65(v/p) T 2 = 9,55.10 6 . p 2 /n 2 = 0,52.10 6 Nmm trục 1: p 1 = p 2 / µ ổ lăn µ bảnh răng = 6,29/0,995.0,99 = 6,20(kw) n 1 = n 2 .U h = 573,25 (v/p) T 1 = 9,55.10 6 .p 1 /n 1 = 0,1.10 6 Nmm Trục động cơ: p động cơ = p 1 / µ ổ lăn µ xích = 6,20/0,95.0,93 = 7,02(kw) n động cơ = n 1. U x = 2850(v/p) T động cơ = 9,55.10 6 . p động cơ / n động cơ = 0,024.10 6 Nmm Trục Thông số Tang 2 1 Động cơ Công suất p,kw 2,68 6,29 6,20 7,02 Tỷ số truyền u 1 4,972 5 Số vòng quay n v/p 114,65 114,65 573,25 2850 T , Nmm 0,51.10 6 0,52.10 6 0,1.10 6 0,024.10 6 IV. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH) 1. Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích con lăn. 2. Xác định các thông số xích và bộ truyền. - Theo bảng 5.4, với U = 7,812 chọn số răng đĩa nhỏ z 1 = 19 răng, do đó số răng đĩa lớn z 2 =95 răng < z max = 120m - Theo CT 5.3 công suất tính toán P t = p.k.k z .k n Trong đó: k z = 25/19 = 1,3 Với n 01 = 1600v/p =∑k n = n 01 / n 1 = 1600/2850 =0,56 - Theo CT 5.4 và bảng 5.6: k = k 0 .k a .k đc .k đ .k c .k bt k = 1.1.1.1,35.1,25.1,3 = 2,2 với k 0 = 1(đường tâmđĩa xích hợp với phương nằm ngang một góc < 40 0 ) k a = 1(chọn a = 40p) k đc = 1(điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích) k đ = 1,35(tải trọng va đập nhẹ) k bt 1,3 (làm việc theo chu kì 6÷8 h) Như vậy: p t = 1,5.2,2.1,3.0,56 =2,4 (kw) Theo bảng 5.5 với n 0 = 1600v/p chọn bộ xích 1 dãy có bước xích 15,875mm thỏa mãn điều kiện mòn: p t <[p] = 7,55 kw Đồng thời theo bảng 5.8 p < p max - Khoảng cách trục a = 40p = 40.15,875 = 635 mm Theo CT 5.12 chọn số mắt xích: x = 2a/p + 0,5(z 1 + z 2 ) + (z 2 – z 1 ) 2 .p/(4ᴨ 2 .a) x = 140,6 lấy số mắt xích chẵn x = 141, tính lại khoảng cách trục a theo 5.13 a = 0,25p{x c – 0,5(z 2 +z 1 ) + } a = 410,1 mm do xích không chịu lực căng quá lớn ta giảm a một lượng ∆a = 0,003a =3mm do đó a = 413mm - Số lần va đập của xích theo 5.14 i = z 1 .n 1 /15x = 19.2850/15.141 i = 4,61<[i] = 50 (bảng 5.9) 3. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền Theo 5.15: S = Q/(k đ .F t + F 0 + F v ) - Theo bảng 5.2 tải trọng phá hỏng Q = 31800N, khối lượng xích q = 1,9kg - K đ = 1,2(tải trọng mở máy bằng 1,4 lần tải trọng danh nghĩa) - v = z.t.n 1 /60000 = 19.15,875.2850/60000 = 14,33(m/s) - F t = 1000p/v = 1000.6,2/14,33 = 433N - F v = q.v 2 = 1,9.14,33 2 = N - F 0 = 9,81.k f .q.a = 9,81.4.1,9.0,413 = 56,81 N Trong đó k f =4 (bộ truyền nghiêng 1 góc <40 0 ) Do đó S = 31800/(1,2.433+30,79) S = 57,78 Theo bảng 5.10 với n = 2800v/p [S] = 18 Vậy S ˃[S] bộ chuyền đảm bảo độ bền. 4. Đường kính theo CT 5.17 và bảng 13 d 1 = p/sin(π/z 1 ) = 15,875/ sin(π/19) =96,2mm d 2 = p/sin(π/z 2 ) = 15,875/ sin(π/95) = 478,8mm d a1 = p[0,5 + cot(π/z 1 ) = 15.875[0,5 + cot(π/19) = mm d a2 = p[0,5 + cot(π/z 2 ) = 15.875[0,5 + cot(π/95) = mm d f1 = d 1 – 2r = 96,2 - 2.6,03 = 84,14mm d f2 = d 2 – 2r = 478,8 – 2.6,03 = 466,74mm Với r = 0,0025d 1 + 0,5 = 6,03mm d 1 = 11,91 (bảng 5.2) kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo 5.18 σH 1 = 0,47 σH 1 = 268 MPa trong đó: z 1 = 15 k r = 0,4 E = 2,1.10 5 MPa, A = 51,5mm 2 K đ = 1 (xích 1 dãy) Lực va đập trên 1 dãy xích theo 5.19 F vđ = 13.10 -7 .n 1 .p 3 .m = 13.10 -7 .2850.25.4 3 .1 => F vđ = 64,18N Như vậy dung thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 210 sẽ đạt được ứng xuất cho phép [σH]=600MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho đĩa 5. Xác định lực tác dụng lên trục Theo 5.20 F r = k x . F t = 1,15.923 = 1061N Trong đó đối với bộ truyền nghiêng 1 góc nhỏ hơn 40 0 k x = 1,15. Thông số Kích thước Loại xích Xích con lăn, 1 dãy Số răng Z 1 = 15 răng Z 2 =118 răng Bước xích 25,4mm Khoảng cách trục a = 644mm Số mắt xích x = 154 Đường kích đĩa xích d 1 =122,1mm d 2 = 954.1mm V. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 1. Chọn vật liệu Do tổng công suất truyền tải trung bình không có yêu cầu đặc biệt về vật liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu như sau: Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB (211÷280), có σ B1 = 850 MPa, σ ch1 = 580MPa. Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB(195÷240), có σ B2 = 750MPa, σ ch2 = 450MPa. 2. Xác định công suất cho phép [σ H ] = [σ 0/ S H ].Z R .Z v .K XH .K HL [σ F ] = [σ 0/ S F ].Y R .Y s .K XF . K FL Trong đó: Z R hệ số xét đến độ giãn mặt răng làm việc. Z v hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng. K XH hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thướ bánh răng. Y R hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. Y s hệ số sét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất. K XF hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng độ bền uốn. Trong bước tính toán thiết kế sơ bộ lấy Z R .Z v .K XH = 1 và Y R .Y s .K XF = 1 Trong đó: [σ H ] = σ HLim 0 K HL /S H [σ F ] = σ FLim 0 K FC K FL /S F Với σ HLim 0 , σF lim 0 lần lượt là ứng suất tiếp súc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với chu kì cơ sở. S H , S F hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. K FC : hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. K HL , K FL : hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và cấp độ tải trọng của bộ truyền. σ H1Lim 0 = 2HB + 70 = 2.245 + 70 = 560MPa σ H2Lim 0 = 2HB + 70 = 2.235 + 70 = 540MPa S H = 1,1 σ F1Lim = 1,8HB = 1,8.245 = 441MPa σ F2Lim = 1,8HB = 1,8.235 = 423MPa S F = 1,75 Với m H , m F : bậc của đường cong khi thử về tiếp xúc và uốn. HB < 350 lấy m H = 6, m F = 6 NH 0 : số chu kì thay đổi úng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. NH 0 = 30 HB: độ rắn Brien NH 01 = 30.245 2,4 = 1,6.10 7 NH 02 = 30.235 2,4 = 1,47.10 7 N F0 : số chu kì thay đổi ứng xuất cơ sở khi thiết kế về uốn. N HE , N FE : số chu kì thay đổi ứng suất tương đương, trường hợp bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc. N HE và N FE được tính theo CT: N HE = 60.c.∑(T i /T max ) 3 n i .t i N FE = 60.c.∑(T i /T max ) mF n i .t i Trong đó: c = 1 số lần ăn khớp trong một vòng quay n số vòng quay trong một phút t tổng số giờ làm việc N HE1 = 60.1.1700.128,318[(T 1 /T mm ) 3 .t 1 /t ck + (T 2 /Tmm) 3 .t 2 /t ck ] Trong đó: T mm = 1,4T 1 T 2 = 0,72T 1 t 1 = 2,6 t 2 = 3,5 t ck = 8 N HE1 = 60.1.1700.128,318[(1/1,4) 3 .2,6/8 + (0,72/1,4) 3 .3,5/8] N HE1 = 22.10 6 (chu kì) [...]... giữa các gối đỡ và điểm đặt, dựa vào đường kính các trục sử dụng bảng 10.2 để chọn chi u rộng ổ lăn Với d1 = 40 mm chọn bo = 23mm Với d2 =70 mm chọn bo = 35 mm Chọn chi u dài may ơ đĩa xích bánh răng trụ Lm1 = ( )d1 = 48mm Lm2 = ( )d2 = 84mm Xác định chi u dài các đoạn trục trên trục 1 Với loại hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp l12 = lc12 = 0,5 (lm13 + bo) +k3 + hn với lm13 = 48, bo = 23 k3 = 15, hn = 18... khớp nối tới lắp ổ bo bề rộng ổ lăn k1 khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp k2 khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp truc 2: 4 Xác định trị số và chi u của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục Trục 1: Trong mặt phẳng xz ta có: Ftx = 6.107 R/v trong đó: R công suất trên truc, R = 2,95 v vận tốc xích: v = z.n.t/6000 = 15.91,56.25,4/6000 = 4,54 m/s Ftx = 6,758... cách từ mặt mút bánh răng tới nắp ổ hn chi u cao nắp ổ và bu lông l13 = 0,5(lm13 + bo)+k1 + k2 với lm13 = 48; bo = 23 k1 = 15; k2 = 15 chọn lm13 = 60mm trong đó: lm13 khoảng cách từ mặt mút đĩa xích tới lắp ổ bo bề rộng ổ lăn k1 khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp k2 khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp l11 = 2l13 = 2.60 = 120mm trục 1: Xác định chi u dài các... Ftkn.202,5 = 0 RyC = = - 33,7.103N Vậy chi u của RyC ngược chi u với chi u hình vẽ Phương trình cân bằng lực theo phương y: ΣFy = RyA + Ft2 - RyC +Ftkn = 0 RyA = - Ft2 + RyC - Ftkn = N Vậy chi u của RyA ngược chi u so với chi u hình vẽ Xác định mô men tại điêm B: MB = RyA 60 = 1320.103 Nmm Xác định mô mem tại điểm C: MC = Ftkn 82,5 = 1204,5.103 Nm = - 22.103 BIỂU ĐỒ MÔ MEN TRỤC 2: T 1260.10^3 Nmm *xác... nên chọn zv = 1(hệ số xứt đến ảnh hưởng vân tốc vòng) Với cấp chính xác động hoc là 9 và cấp chính xác tiếp xúc là 8 khi đó cần độ nhám: Ra = 2,5 ÷1,5 mm do đó ZR = 0,09 (hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt răng làm việc) Khi da < 700mm =>kXH = 1, theo bảng 6,2 SH = 1,1 [σH] = σHLim ZR Zv KXH KHL/SH = 540.0,95.1.1,1/1,1 = 466,36 σH < [σH] nên bánh răng thiết kế thỏa mãn điều kiện tiếp xúc 4 Kiểm nghiệm... THÔNG SỐ Khoảng cách trục Mô đun bánh răng Chi u rộng răng Góc nghiêng răng Tỉ số truyền Số răng KÍCH THƯỚC aw = 200mm m=3 bw = 63 mm β = 180 u=5 z1 = 20 răng z2 = 100 răng x1 = 0 x2 = 0 d1 = m z1/cosβ = 63 mm d2 = m z2/cosβ = 315 mm da1 = d1+2m = 69 mm da2 = d2+2m = 311 mm Hệ số dịch chỉnh Đường kính vòng chia Đường kính vòng đỉnh Đường kính vòng đáy VI 1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC Chọn vật liệu chế tạo... số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện trục sσ = = Ta đi xét 2 mặt cắt nguy hiểm trên truc 1, mặt cắt đi qua A và mặt cắt đi qua C Mặt cắt đi qua A: tại đây có lắp bánh xích nên phải phay rãnh lắp then nên Wu và W0 được tra trong bảng 48 sổ tay chi tiết máy ứng với d = 50(mm3) có W0 = 22,9.103(mm3) ; Wu = 10,65.103(mm3) Tại đây chỉ tồn tại... hạn mỏi xoắn Tra bảng 50 và 52 (sổ tay chi tiết máy) ta có được Ta có tỉ số then : = = 2,1 chọn = 1,5; = 0,7 = 2,3 Vì trục quay 1 chi u nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động = = = = 6,55 N/mm2 = (0,2÷0,3).σB = (0,2÷0,3).600 = 150(N/mm2) Ta có = sA = = = 9,74 ta có: sA > [s] = [1,5 ÷ 2,5] => đảm bảo điều kiện an toàn tại A Mặt cắt đi qua C: tại đây lắp bánh răng tren trục d1 = 40 mm Tại đây... lên lấy NHE = NH0 = 1,6.107 và do đó KHL = 1 Do n1 > n2 => NHE1 > NHE2 > NH02 =>KHL2 = 1 Vậy [σH1] = σHLim0 KHL1/SH = 560.1/1,1 = 509 MPa [σH2] = σHLim0 KHL2/SH = 540.1/1,1 = 491 MPa Với bánh răng cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng ta có: [σH] = ([σH1] + [σH2])/2 = (509 +491)/2 = 500 < 1,25 [σH]min = 1,25.491 = 613,75 (MPa) Số chu kì thay đối ứng suất tương đương NFE = 60.c .∑(Ti/Tmax)6ni.ti NFE = 60.1.1700.128,318[(T1/Tmm)6.t1/tck... 2,8.450 = 1260 MPa [σF1]max = 0,8σch1 = 0,8.580 = 464 MPa [σF2]max = 0,8σch2 = 0,8.450 = 360 Mpa A 1 Bộ chuyền bánh răng trụ răng nghiêng Xác định các thông số của bộ chuyền Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw với cấp nhanh aw = ka.(u1+1) trong đó: Ψba = 0,315 () Ka: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của bánh răng với vật liệu thép tra bảng 6.5 lấy ka = 4.3 Ubr = tỉ số truyền Ubr = 5 [σH] ứng suất tiếp súc cho . THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Họ và tên sinh viên: HÀ MINH LỘC Lớp: Cơ điện 3 Khóa: 12 khoa:. truyền bánh răng. - Tính toán thiết kế trục. - Tính chọn ổ đỡ. - Lựa chọn kết cấu hộp. II. Phần bản vẽ: TT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng 1 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc A0 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT. cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp. k 2 khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp. truc 2: 4. Xác định trị số và chi u của các lực từ chi tiết quay tác dụng