Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN I:CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀNI. CHỌN ĐỘNG CƠ:1.1 Xác định công suất động cơ:công suất làm việc trên trục công tác là:1000P P.V lv =trong đó: P: lục kéo băng tải(N)V: vận tốc băng tải(ms)thay số: 4( )1000P 5000 0.8 kw lv =×=băng tải làm việc tải trọng thay đổi nhẹ nên có thể coi như không đổi.P P 4(kw) td lv = =công suất cần thiết của động cơ:ηtdctPP =với η là hiệu suất chung cho toàn hộp giảm tốc.k ol br d η =η ×η ×η × ⇒η =η ×η 3 ×η 2 ×η1 2 3 ...trong đó: kη hiệu suất của khớp nối; kη =0.99ol η hiệu suất của một cặp ổ lăn; ol η =0.995br η hiệu suất của một cặp bánh răng nghiêng; br η =0.97d η hiệu suất của một bộ truyền đai; d η =0.96suy ra: ⇒η = 0.99× 0.9953 × 0.972 × 0.96 = 0.881công suất cần thiết của động cơ: 4.540.881= 4 = ct P (kw)1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ điện:số vòng quay đồng bộ của động cơ điện được tính : sb lv t ct chung n = n .u = n utra bảng 2.4sách TK HDDCK ,ta chọn được các thông số sau:http:www.ebook.edu.vn+
PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I. CHỌN ĐỘNG CƠ: 1.1 Xác định công suất động cơ: -công suất làm việc trên trục công tác là: 1000 .VP P lv = -trong đó: P: lục kéo băng tải(N) V: vận tốc băng tải(m/s) -thay số: )(4 1000 8.05000 kwP lv = × = -băng tải làm việc tải trọng thay đổi nhẹ nên có thể coi như không đổi. )(4 kwPP lvtd = = -công suất cần thiết của động cơ: η td ct P P = với η là hiệu suất chung cho toàn hộp giảm tốc. dbrolk ηηηηηηηηη ×××=⇒×××= 23 321 -trong đó: k η hiệu suất của khớp nối; k η =0.99 ol η hiệu suất của một cặp ổ lăn; ol η =0.995 br η hiệu suất của một cặp bánh răng nghiêng; br η =0.97 d η hiệu suất của một bộ truyền đai; d η =0.96 suy ra: 881.096.097.0995.099.0 23 =×××=⇒ η công suất cần thiết của động cơ: 54.4 881.0 4 == ct P (kw) 1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ điện : số vòng quay đồng bộ của động cơ điện được tính : chungcttlvsb ununn = = . tra bảng 2.4/sách TK HDDCK ,ta chọn được các thông số sau: http://www.ebook.edu.vn + hgtdchungt uuuu × = = tỷ số truyền của hệ dẫn động; + = d u 3 5 tỷ số truyền của bộ truyền đai thang; + = hgt u 8 40 tỷ số truyền của hộp giảm tốc;chọn bằng 20; vậy: )53(20 ÷ × = × = = bdchungt uuuu =(60 ÷ 100) + ct n : số vòng quay động cơ khi làm việc; D V nn ctlv × × × == π 100060 là tốc độ quay của tang suy ra: )/(2.38197.38 400 8.0100060 phútvòngnn ctlv ≈= × × × == π vậy : × == 2.38. tlvsb unn (60 ÷ 100)=(2292 ÷ 3820)(vòng/phút) 1.3 chọn động cơ : động cơ cần chọn phải đáp ứng được những yêu cầu đặt ra , đó là: -công suất cần thiết )(54.4 kwPP lvdc = ≥ -tốc độ quay đạt 2292 = ≥ sbdc nn (vòng/phút) Tra bảng P1.3 ta chọn động cơ điện loại :4A100L2Y3 có các thông số kĩ thuật như sau : II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: 2.1 phân phối tỷ số truyền : công suất )(5.5 kwP dc = tốc độ quay )/(2880 phútvòngn dc = hiệu suất 5.87% = η cos ϕ =0.91 đường kính trục:d= 28mm khối lượng m=42(kg) http://www.ebook.edu.vn -từ công thức : hgtdt uuu ×= , - trong đó : + = d u tỷ số truyền bộ truyền đai; + = hgt u tỷ số truyền hộp giảm tốc; - ta có: 4.75 2.38 2880 ≈== ct dc t n n u - chọn sơ bộ = d u 3 -suy ra: 1.25 3 4.75 ≈== d t hgt u u u -tỷ số truyền hộp giảm tốc 21 uuu hgt × = (1) trong đó: u 1 ,u 2 là số truyền cặp bánh răng nghiêng thứ I và thứ II -để đảm bảo thỏa mãn cả 3 chỉ tiêu (khối lượng bánh nhỏ nhất,momen quán tính thu gọn nhỏ nhất,thể tích bánh lớn nhúng trong dầu nhỏ nhất) ta dựa vào bảng 3.1/43 /sách TKHDDCK để chọn tỷ số truyền tối ưu: 1 u =1.3 2 u - từ đó suy ra : + 1 u =5.7; + 2 u =4.4; -tính tỷ số truyền bộ truyền đai: 3 1.25 4.75 ≈== hgt t d u u u 2.2 Tính toán công suất,mômen,số vòng quay trên trục : -tính công suất trên các trục dựa vào công thức: )1( )1( ++ + = II I I P P η ; k dc P P η 1 = -công suất tác dụng trên trục III: )(06.4 99.0995.0 4 kw P P olk lv = × = × = ΙΙΙ ηη -công suất tác dụng trên trục II: )(79.4 97.099.0 06.4 kw P P brol = × = × = ΙΙΙ ΙΙ ηη -công suất tác dụng trên trục I : http://www.ebook.edu.vn = × = × = ΙΙ Ι 96.097.0 79.4 dbr P P ηη 5.14(kw) -công suất của động cơ: )(3.5298.5 96.0 14.5 kw P P d dc ≈=== Ι η ⇒ động cơ đang hoạt động đảm bảo không quá tải. tính tốc độ quay từng phần: )/(27.38 4.4 42.168 )/(42.168 7.5 960 )/(960 3 2880 )/(2880 2 1 phútvòng u n n phútvòng u n n phútvòng u n n phútvòngn d dc dc === === === = ΙΙ ΙΙΙ Ι ΙΙ Ι -Tính mô men xoắn trên trục: ).(65.17574 2880 3.5 1055.91055.9 66 mmN n P T dc dc dc =××=×= ).(3.51132 960 14.5 1055.91055.9 66 mmN n P T =××=×= Ι Ι Ι ).(6.271609 42.168 79.4 1055.91055.9 66 mmN n P T =××=×= ΙΙ ΙΙ ΙΙ ).(4.1013143 27.38 06.4 1055.91055.9 66 mmN n P T =××=×= ΙΙΙ ΙΙΙ ΙΙΙ Ta có bảng giá trị: trục thông số Trục động cơ Trục I Trục II Trục III Công suất P(kw) 5.3 5.14 4.79 4.06 tỷ số truyền 3 5.7 4.4 số vòng quay(vòng/phút) 2880 960 168.42 38.27 mô men T (N.mm) 17574.65 51132.3 271609.6 1013143.4 http://www.ebook.edu.vn PHẦN II : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN I. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI: 1.1 Chọn loại đai: -đảm bảo bộ truyền đai đáp ứng được những chỉ tiêu cần thiết, -vì công suất nhỏ và tải bình thường,va đập nhỏ nên ta chọn bộ truyền đai thang. -ta chọn đai thang thường . 1.2 Xác định kiểu đai: -các thông số của động cơ và tỷ số truyền của bộ truyền đai: = dc n 2880(vòng/phút); -công suất dc P =5.5; -tỷ số truyền d u =3; -tra theo bảng 4.13/59/tập1 sách TK HDDCK,ta chọn như sau: kích thước mặt cắt (mm) loại đai t b b h o y diện tích A( 2 mm ) 1 d đk bánh nhỏ(mm) đai thang, A 11 13 8 2.8 81 125 -đường kính bánh đai càng lớn thì sẽ tăng tuổi thọ cho đai. -chọn 1 d theo dãy đường kính ưu tiên.(tr 59) 1.3 tính sơ bộ đai: -tính vận tốc đai: = ×× = × × = 60000 2880125 60000 1 π π dc d nd V 18.85(m/s) -vận tốc đai nhỏ hơn vận tốc đai cho phép max V = 25m/s -chọn = ε 0.02 -đường kính bánh đai lớn là: 5.367)02.01(1253)1( 12 = − ×=−×= ε dud d (mm) -chọn đường kính đai tiêu chuẩn : tra bảng 4.21/63/tập 1 sách TK HDDCK http://www.ebook.edu.vn ⇒ 2 d = 355mm; -phân phối lại tỷ số truyền đai : 9.2897.2 )02.01(125 355 )1( 1 2 ≈= − = − = ε d d u d -sai lệch so với trước nhỏ 3.3%, thỏa mãn yêu cầu(3%-4%) -chọn khoảng cách trục sơ bộ : 2 5.1 da sb = =532.5mm -chiều dài đai tính là: = − + +× += sb sbsb a dddd al 4 )( 2 )( 2 2 2121 π 1843.8mm -theo tiêu chuẩn tại bảng 4.13 chọn l= 2000mm -số vòng chạy của đai: 425.9 2 85.18 === l V i d lần vậy: i=9.425< max i =10 thỏa mãn điều kiện. ⇒ khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn: 612 8 )(8))(2()(2 2 12 2 2121 = −−+−++− = ddddlddl a ππ mm -kiểm nghiệm điều kiện khoảng cách trục: 0.55( 1 d + 2 d )+h=272 2( 1 d + 2 d )=960 ⇒ 0.55( 1 d + 2 d )+h < a < 2( 1 d + 2 d ) thỏa mãn điều kiện. góc ôm : °= °×− −°= 5.158 57)( 180 12 a dd α góc α > 12 °0 thỏa mãn điều kiện. 1.4 Xác định số đai Z: -áp dụng công thức 4.16/60 tập 1, ta có: Zul dcd CCCCP KP Z α )( 0 × = trong đó: + cd P công suất trên trục bánh đai chủ động http://www.ebook.edu.vn + d K hệ số tải trọng động ứng với trường ghợp tải trọng thay đổi nhẹ; chọn d K =1.1 +( 0 P ) công suất cho phép,tra trong bảng 4.19 [ 0 P ]=2.75N + α C hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm ,tra bảng 4.15 α C =0.92 + l C hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài; l/ 0 l =2000/1700=1.176;tra bảng 4.16 ta được l C =1.04 + u C hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền;tra bảng 4.17 u C =1.14 + Z C hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố tải trọng không đều lên dây đai; tra bảng 4.18 Z C =0.95 ⇒ số dây đai cần thiết ta tính được: = × = zul dcd CCCCP KP Z α )( 0 2.123 vậy ta chọn Z=3; 1.5 chiều rộng bánh đai: -áp dụng công thức 4.17/tâp 1: B=(Z-1)t+2.e với Z=3; t=15 -khoảng cách giữa 2 đường tâm đai liên tiếp e=10 vậy B=(3-1)15+2.10=50mm - đường kính bánh đai nhỏ,theo 4.18: 011 2 hdd a × += với 0 h =3.3mm-tra bảng 4.21 vậy 011 2 hdd a ×+= =125+2x3.3=131.6mm 1.6 Xác định lực trong bộ truyền: -xác định lực vòng: NxxVqF dmV 3.3785.18105.0 22 === -với 105.0= m q kg/m là khối lượng 1 met chiều dài đai;tra theo bảng 4.22 -xác định lực căng ban đầu: http://www.ebook.edu.vn 7.1243.37 392.085.18 1.13.5780 780 0 =+=+= xx xx F xZxCV xKxP F v d ddc α (N) -với công suất trên bánh đai chủ động = dc P -lực tác dụng lên trục:(tính theo công thức 4.21) )(735) 2 5.152 sin(27.1242) 2 sin(2 0 NxxxxZxxFF r === α II . THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG: 2.1 TÍNH CHỌN CHUNG: 2.1.1 chọn vật liệu: -chọn vật liệu: +bánh răng hoạt động trong môi trường bôi trơn tốt(hộp kín)nên dạng hỏng chủ yếu là tróc rỗ bề mặt răng; +do không có yêu cầu gì đặc biệt,bộ truyền làm việc không tải trọng lớn nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng như sau: * bánh nhỏ : thép 45-tôi cải thiện,độ rắn HB 241-285,ứng suất bền MPa b 850 1 = σ , 580 1 = ch σ MPa * bánh lớn : thép 45X-tôi cải thiện; độ cứng HB = 230-280, độ bền MPa b 850 2 = σ , MPa ch 650 2 = σ 2.1.2 Xác định ứng suất tiếp xúc: dựa vào công thức 6.1 và 6.2 /91/tập 1 ta xác định ứng suất cho phép của bộ truyền là: FLFCxFsR F F F HLxHvl H H H xKxKxKxYxY S xKxKxZxZ S ][ ][ ][ ][ lim lim σ σ σ σ = = -chọn độ cứng bánh nhỏ: HB=240; -chọn độ cứng bánh lớn: HB=250; -theo bảng 6.2/92/tập 1 ;ta có: ứng suất cho phép với chu kì cơ sở: http://www.ebook.edu.vn MPaxHB MPaxHB H H 580702 560702 22lim 11lim =+= = += σ σ ứng suất uốn cho phép với số chu kì cơ sở: MPaHB MPaHB F F 4508.1 4328.1 22lim 11lim == == σ σ -các hệ số an toàn chọn theo bảng 6.2 là: 75.1 1.1 = = F H S S - FC K - hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải;do tải trọng 1 phía, HB<350 nên ta chọn FC K =1 (trang 91/t1) - FO N số chu kì thay đổi ứng suất cơ sơ khi thử về uốn; 6 21 104xNN FOFO == MPa - HO N -số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: kìcxxxHBN kìcxxxHBN brHO brHO /1006.172503030 /1047.152403030 64.24.2 22 64.24.2 11 === === -số vòng quay của bánh răng 1,bánh răng 2: phútvòngnn phútvòngnn br br /42.168 /960 2 1 == = = ΙΙ Ι -vì đặc tính tải thay đổi nhỏ không đáng kể nên coi như tải trọng tĩnh,nên ta tính chu kì thay đổi ứng suất tương đương theo công thức: ∑ × ××= = = tncNNN HEFE 60 trong đó: n-số vòng quay của cặp bánh răng đang xét; − ∑ t tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét; ∑ t =8 năm x ngày x giờ =8x320x16=40960 giờ c-số lần ăn khớp trong một vòng quay; c 1 =c 2 =3 -ta có: ∑Ι × × ×=== tncNNN HEFE 1111 60 =60x3x960x40960=70.7x 8 10 c/kì http://www.ebook.edu.vn ∑ΙΙ × × ×=== tncNNN HEFE 2122 60 =60x3x168.42x40960=12.42x 8 10 c/kì - FLHL KK , -hệ số tuổi thọ có xét đến thời gian phục vụ và tải trọng;do 22 11 22 11 HOHE HOHE FOFE FOFE NN NN NN NN > > > > 1 2211 = = = = ⇒ FLHLFLHL KKKK (chọn theo bảng 6.2/94) nên thay 121 121 HOHEHE FOFEFE NNN NNN == == -các thông số còn lại: R Z -hệ số xét đến độ nhám của bề mặt răng làm việc V Z - hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng xH K - hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng S Y - hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối với tập trung ứng suất R Y - hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng xF K - hệ số xét đến kích thước ảnh hưởng tới độ bền uốn -trong bước tính sơ bộ nên ta lấy: 1 1 = = xFRS xHVR xKxYY xKxZZ -các ứng suất cho phép xác định như sau: [ 1H σ ]= 1.509 1.1 560 1lim == H H S σ MPa [ 2H σ ]= 27.527 1.1 580 2lim == H H S σ MPa [ 1F σ ]= 85.246 75.1 1432 1lim == x S xK F FCF σ MPa [ 2F σ ]= 14.257 75.1 450 2lim == F FCF S xK σ MPa -vậy ứng suất tiếp cho phép là: http://www.ebook.edu.vn [...]... 145mm 3.đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ: -áp dụng công thức : dw1 = Kd 3 T1 K Hβ (u1 + 1) [σ H ]2 u1 ψ bd -với Kd = 67.5 (Bảng 6.5 trang 96 [1] với bánh răng nghiêng) -hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng -thay số vào ta được: d w1 = 42.5mm 4.tính vận tốc của bánh răng ,chọn cấp chính xác: -áp dụng: v= π d w1.n1 6.104 = 2.136m/s + với vận tốc vòng này ta chọn cấp chính xác 9 5.xác định... 3.đường kính sơ bộ vòng lăn bánh răng nhỏ: -chọn Kd = 67.5 (Bảng 6.5 trang 96 [1] với bánh răng nghiêng) -hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng; -áp dụng công thức : dw1 = Kd 3 T2 K Hβ (u 2 + 1) [σ H ]2 u 2 ψ bd = 74.08mm 4.tính vận tốc của bánh răng ,chọn cấp chính xác: + n2=nII=168.42v/ph +áp dụng: v2= π d w 2 n 2 6 × 10 4 = 0.667m/s - với vận tốc vòng này ta chọn cấp chính xác 9 5.xác... độ bền mỏi: - Trục 1: tiết diện 10 ( tiết diện lắp ổ lăn); tiết diện 13 (lắp bánh răng) ,tiết diện lắp bánh đai 12 - Trục 2: hai tiết diện lắp bánh răng 22;23 - Trục 3: tiết diện lắp bánh răng 32; lắp ổ lăn 31,tiết diện lắp khớp nối 4 Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh đai, nối trục, bánh răng theo k6 kết hợp với lắp then -công thức tính trị số moment chống uốn và chống xoắn: +trục... [σF1]max ,σF2max < [σF2]max nên răng thoả mãn Kết luận: với vật liệu trên thì bộ truyền cấp nhanh thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật 10 Bảng thông số kĩ thuật của bộ truyền bánh răng cấp nhanh: kí hiệu giá trị (mm) thông số khoảng cách trục aw1 145 mô đun m1 2.5 chiều rộng vành răng bw1 43.5 tỷ số truyền u1 5.7 góc nghiêng của răng β1 10.89° http://www.ebook.edu.vn số răng của bánh răng Z1 Z2 246.94 dw1 43.28... vào sơ đồ động , chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác *chú thích : - các lực Fxki,Fyki,Fzki là lực tác dụng tại mặt cắt thứ i trên trục k theo các phương x,y,z rki-tọa độ điểm đặt lực trên bánh răng thứ i trên trục k http://www.ebook.edu.vn hrki-hướng răng hrki =1 răng phải; hrki=-1 răng trái cbki-vai trò của bánh răng; cbki=1 chủ động; =-1 bị động cqk-chiều... vòng đáy răng 43.28 d2 đường kính vòng đỉnh răng 0 d1 đường kính vòng lăn 0 x2 đường kính vòng chia 97 x1 hệ số dịch chỉnh 29 240.45 2.2.2 cặp bánh răng cấp chậm: 1 Các thông số của bộ truyền cấp chậm: chủ động n2 = 168.42v/ph + tốc độ quay của các trục: bị động n3=38.27v/ph chủ động PII=4.79KW +công suất trên các trục : bị động PIII=4.06 KW +mômen xoắn trên các trục: chủ động T2=271609.6 N.mm bị động. .. 1.694 β = 10.89° ⇒hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Yβ = 1 - 10.89° = 0.922; 140 -Số răng tương đương: ZV1 = Z1 17 = 17.95 = 3 cos β (0.982) 3 ZV2 = Z2 97 = 102.43 = 3 cos β (0.982) 3 -Tra bảng 6.18 (trang 109 )thì YF1 = 4.26, YF2 = 3.6 (hệ số dạng răng của các bánh) -bề rộng bánh răng: bw = 0,3.aw1 = 0,3.145 = 43.5 mm -thay các giá trị vào ta được ứng suất uốn từng bánh răng: σF 1=97.17MPa σF 2=82.11MPa... 0.6; 1.67 β = 17.2° ⇒hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Yβ = 1 - 17.2° = 0.877; 140 -Số răng tương đương: Z'v1 = Z 1' 30 = 34.4 = 3 cos β 2 (0.955) 3 Z'v2= ' Z2 132 = 151.5 = 3 cos β 2 (0.955) 3 -Tra bảng 6.18 (trang 109 )thì YF1 = 3.8, YF2 = 3.6 (hệ số dạng răng của các bánh) -bề rộng bánh răng: bw = 74.2 mm -thay các giá trị vào ta được ứng suất uốn từng bánh răng: σF 1=144MPa σF 2=136.4MPa -Với m... 2.5 chiều rộng vành răng bw2 74.2 tỷ số truyền u2 4.4 góc nghiêng của răng β2 17.2° số răng của bánh răng Z1 30 Z2 132 x1 0 x2 0 d1 78.5 d2 345.5 dw1 78.5 hệ số dịch chỉnh đường kính vòng chia đường kính vòng lăn http://www.ebook.edu.vn dw2 da1 350.5 df1 72.25 df2 đường kính vòng đáy răng 83.5 da2 đường kính vòng đỉnh răng 345.5 339.25 PHẦN III: TÍNH TOÁN TRỤC TRUYỀN ĐỘNG I TÍNH TOÁN SƠ BỘ TRỤC: 1.1... TIII=1013143.4MPa d3 ≥ 3 TΙΙΙ 1013143.4 = 63.27 mm chọn d3= 65 mm =3 0.2 x 20 0.2 x 20 Ở đây lắp 1 bánh đai lên đầu ra của trục động cơ,một bánh đai lắp trên đầu vào của trục vào hộp giảm tốc (trục I) do đó để phù hợp ta chọn trục bánh đai thứ nhất có đường kính bằng đường kính trục động cơ, dbd1=ddc=28mm; 1.3 phân tích lực: sơ đồ lực tác dụng như hình vẽ: Ft1 Y Z Fr1 Fr0 trục I Fa1 Fa2 Ft2 n1 X Fr2 Ft3 n2 Fa4 trục . 3.đường kính sơ bộ vòng lăn bánh răng nhỏ: -chọn K d = 67.5 (Bảng 6.5 trang 96 [1] với bánh răng nghiêng) -hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng; -áp dụng công thức :. [1] với bánh răng nghiêng) -hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng K Hβ = 1,12 (Bảng 6.7 trang 98 [1])-hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. suất tiếp xúc quá tải cho phép: == 1max1 8.2][ chH x σ σ 2.8x580=1626.8MPa MPax chH 18208.2][ 2max2 == σ σ 2.2 TÍNH TOÁN CHO TỪNG CẤP BÁNH RĂNG: 2.2.1 cặp bánh răng cấp nhanh: 1.Số