Đang tải... (xem toàn văn)
І. Chọn động cơ 1. Xác định công suất động cơ Công suất cần thiết được xác định: Trong đó: Pct: công suất cần thiết của trục động cơ (kw) Pt: công suất tính toán trên trục tang (kw) η : hiệu suất truyền động Hiệu suất truyền động: η = η2ol . ηđ . ηbr . ηot . ηkn Trong đó: ηol: hiệu suất 1 cặp ổ lăn ηot: hiệu suất của 1 cặp ổ trượt ηđ: hiệu suất của bộ truyền đai ηbr: hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ηkn: hiệu suất của nối trục đàn hồi Tra bảng 2.3 (TTTK) ta có: ηol = 0,99 ; ηđ = 0,96 ; ηbr = 0,98 ; ηot = 0,99 ; ηkn = 1 η = 0,992 . 0,96 . 0,98 . 0,99 . 1 = 0,91 Công suất trục tang Pt: = = 6,09 (kw) (kw) 2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống: ut = uh . un Trong đó: uh : tỷ số truyền của hộp giảm tốc (bánh răng trụ răng nghiêng) un : tỷ số truyền của bộ truyền ngoài (đai dẹt) Tra bảng 2.4 (TTTK) ta chọn : uh =4 ; un = 5 ut = 4.5 = 20 Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv . ut Với nlv số vòng quay của trục tang (vp) Trong đó: v: vận tốc băng tải (ms) D: đường kính tang quay (mm) nsb = 19,09.20 = 381,8 (vp) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: nđb = 750 (vp)
Nguyễn Văn Khoa І. Chọn động cơ 1. Xác định công suất động cơ - Công suất cần thiết được xác định: η t ct P P = Trong đó: P ct : công suất cần thiết của trục động cơ (kw) P t : công suất tính toán trên trục tang (kw) η : hiệu suất truyền động - Hiệu suất truyền động: η = η 2 ol . η đ . η br . η ot . η kn Trong đó: η ol : hiệu suất 1 cặp ổ lăn η ot : hiệu suất của 1 cặp ổ trượt η đ : hiệu suất của bộ truyền đai η br : hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng η kn : hiệu suất của nối trục đàn hồi Tra bảng 2.3 (TTTK) ta có: η ol = 0,99 ; η đ = 0,96 ; η br = 0,98 ; η ot = 0,99 ; η kn = 1 η = 0,99 2 . 0,96 . 0,98 . 0,99 . 1 = 0,91 Công suất trục tang P t : 1000 .vF P t = = 1000 42,0.14500 = 6,09 (kw) 69,6 91,0 09,6 === η t ct P P (kw) 2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ - Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống: u t = u h . u n Trong đó: u h : tỷ số truyền của hộp giảm tốc (bánh răng trụ răng nghiêng) 1 Nguyễn Văn Khoa u n : tỷ số truyền của bộ truyền ngoài (đai dẹt) Tra bảng 2.4 (TTTK) ta chọn : u h =4 ; u n = 5 u t = 4.5 = 20 - Số vòng quay sơ bộ của động cơ: n sb = n lv . u t - Với n lv số vòng quay của trục tang 09,19 420. 42,0.60000 . .60000 === ππ D v n lv (v/p) Trong đó: v: vận tốc băng tải (m/s) D: đường kính tang quay (mm) n sb = 19,09.20 = 381,8 (v/p) - Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n đb = 750 (v/p) 3. Chọn quy cách động cơ - Động cơ được chọn thỏa mãn các điều kiện: P đc ≥ P ct n đb ≈ n sb T T mm ≤ dn k T T Ta có: T mm =1,5T 1 T = T 1 + T 2 =1,75T 1 86,0 75,1 5,1 1 1 == T T T T mm - Từ bảng P1.3 (TTTK) chọn động cơ 4A160S8Y3: Công suất Vận tốc Cosφ η T max /T dn T k /T dn 7.5 730 0,75 86 2,2 1,4 2 Nguyễn Văn Khoa ІІ. Phân phối tỷ số truyền 1. Phân phối tỷ số truyền u t của hệ dẫn động - Xác định tỷ số truyền của hệ: 23,38 09,19 730 === lv đc t n n u - Phân phối tỷ số truyền: u t = u h . u n - Chọn u h theo tiêu chuẩn: u h = 5 64,7 5 23,38 === h t đ u u u → Phân phối tỷ số truyền như sau: u t = 38,23 ; u đ = 7,64 ; u h = 5 2. Xác định mômen xoắn và số vòng quay trên các trục động cơ + Công suất trên các trục: - Trục І: 21,6 99,0.99,0 09,6 1 === olot t P P ηη (kw) - Trục ІІ: 4,6 1.98,0.99,0 21,6 1 2 === knbrol P P ηηη (kw) + Số vòng quay trên các trục: - Trục động cơ: n đc =730 (v/p) - Trục Ι : 55,99 64,7 730 1 === đ đc u n n (v/p) - Trục П: 91,19 5 55,99 1 2 === h u n n (v/p) + Mômen xoắn trên các trục: - Trục Ι : 56 1 1 6 1 10.95,5 55,99 21,6 .10.55,9.10.55,9 === n P T (N.mm) 3 Nguyễn Văn Khoa - Trục П 66 2 2 6 2 10.06,3 91,19 4,6 .10.55,9.10.55,9 === n P T (N.mm) - Trục động cơ: 466 10.75,8 730 69,6 .10.55,9.10.55,9 === đc đc đc n P T (N.mm) Trục Thông số Động cơ Trục І Trục ІІ Công suất (kw) 6,69 6,21 6,4 Tỷ số truyền U đ = 7,64 U h = 5 Số vòng quay (v/p) 730 99,55 19,91 Mômen xoắn (N.mm) 8,75.10 4 5,95.10 5 3,07.10 6 Ш. Thiết kế bộ truyền đai ngoài 1. Chọn loại đai - Căn cứ theo yêu cầu kỹ thuật của bộ truyền chọn đai thang thường loại Б - Tra bảng 4.13 (TTTK) chọn tiết diện đai b.h = 17.10,5 a, Đường kính bánh đai nhỏ chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.13 (TTTK) Chọn d 1 =200 (mm) - Vận tốc đai: 64,7 60000 730.200. == π V (m/s) b, Bánh đai lớn: d 2 = d 1 .u đ .(1- ξ) =200.7,64.(1- 0,01) = 1512,72 (mm) Theo tiêu chuẩn chọn d 2 = 1500 (mm) - Tỷ số truyền thực tế: %4%91,0%100 64,7 64,757,7 %100. 57,7 )01,01.(200 1500 )1.( 1 2 ≤−= − = − =∆ = − = − = đ đtt tt U UU U d d U ξ 4 Nguyễn Văn Khoa c, Theo bảng 4.14 (TTTK) chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d 2 .0.9 = 1350 (mm) d, Chiều dài đai )(31,5683 1350.4 )2001500( )2001500( 2 1350.2 4 )( )( 2 2 2 2 12 12 mm a dd ddal = − +++= − +++= π π Chọn đai theo tiêu chuẩn l = 5600 (mm) - Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: 1036,1 6,5 64,7 max =≤=== i l v i - Tính góc ôm: 0000 12 00 1 1202,125 1350 2001500 .57180.57180 ≥= − −= − −= a dd α e, Xác định số đai: lzu đ CCCCP kP Z ].[ . 0 1 α = - Tra bảng 4.7 (TTTK) chọn k đ = 1,25 vì số ca làm việc là 2 → k đ = 1,25 + 0,1 = 1,35 - Với α = 125,2° → C α = 0,835 - Với l/l 0 = 5600/2240 = 2,5 tra bảng 4.16 (TTTK) → C l = 1,2 - Với u = 7,64 > 3 tra bảng 4.17 (TTTK) → C u = 1,14 - Trả bảng 4.19 (TTTK) ta có: [P 0 ] = 3,38 → 83,1 38,3 21.6 ][ 0 1 == P P - Tra bảng 4.18 (TTTK) → C z = 0,95 → Số dây đai: 28,2 2,1.95,0.14,1.835,0.38,3 35,1.21,6 ==Z (đai) Theo tiêu chuẩn chọn số đai là 3 5 Nguyễn Văn Khoa f, Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trụ: v đ F ZCv kP F += 780 1 0 α Mà : F v = q m .v 2 - Tra bảng 4.22 (TTTK), ta có: q m = 0,178 → F v = 0,178.7,64 2 = 10,39 (N) → 68,341 3.835,0.64,7 35,1.21,6.780 0 ==F (N) - Lực tác dụng lên trục: F r = 2.F 0 .Z.sin( 2 α ) = 2.328,41.3.sin 2 2,125 = 1749,4 (N) 2. Truyền động bánh răng a, Chọn vật liệu - Nhãn hiệu thép: 45 - Phương pháp nhiệt luyện: tôi cải thiện - Kích thước: S ≤ 60 - Độ rắn: 241 ≤ HB ≤ 285 - Giới hạn bền: б b = 850 MPa - Giới hạn chảy: б ch = 580 MPa b, Tính ứng suất cho phép - Theo bảng 6.2 (TTTK) với thép 45 tôi cả thiện đạt độ rắn: 180 ≤ HB ≤ 350 б Hlim = 2HB + 70 ; S F = 1,75 ; S H = 1,1 ; б Flim = 1,8HB - Chọn độ rắn bánh nhỏ HB 1 = 280 (MPa) 6 Nguyễn Văn Khoa - Độ rắn bánh lớn HB 2 = 250 (MPa) 63070280.2702 1 0 1lim =+=+= HB H σ (MPa) 57070250.2702 2 0 2lim =+=+= HB H σ (MPa) 5,5042280.8,18,1 1 0 1lim === HB F σ (MPa) 450250.8,18,1 2 0 2lim === HB F σ (MPa) - Theo 6.5: 4,2 30 HBHO HN = 74.2 2 74.2 1 10.7,1230.30 10.4,2280.30 == == HO HO N N N HO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất - Theo 6.7: ii i HE tn T T cN 3 max 60 ∑ = → ∑ ∑∑ = i ii iHE t t T T tncN 60 3 max 11 Trong đó: N HE : số chu kỳ thay đổ ứng suất tương đương T i : mômen xoắn của trục i c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay n i : số vòng quay của trục i → [ ] 2 733 2 10.26,575,0 5625,01.35,0.1500.55,99.1.60 HOHE NN ≥=+= Do đó K HL2 = 1 → 11 HOHE NN > do đó K HL1 = 1 K HL hệ số tuổi thọ - Theo 6.1a sơ bộ xác định được: [ ] H HLH H S K. lim σ σ = S H : hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc [ ] 72,527 1,1 1.630 1 == H σ (MPa) 7 Nguyễn Văn Khoa [ ] 18,518 1,1 1.570 2 == H σ (MPa) [ ] [ ] [ ] 45,545 2 18,51872,572 2 21 = + = + = HH H σσ σ (MPa) - Theo 6.7: [ ] )(10.03,4 75,0.5625,01.35,0.1500.1.55,99.60 60 7 66 6 max MPa tn T T cN ii i FE = += = ∑ - Vì N FE2 = 4,03.10 7 > N FO = 4.10 6 →K FL2 =1 tương tự → K FL1 = 1 - Theo 6.2a với bộ truyền quay 1 chiều K FC = 1 [ ] 288 75,1 1.1.5,504 1 == F σ (MPa) [ ] 14,257 75,1 1.1.450 2 == F σ (MPa) - Ứng suất quá tải cho phép: [ ] 6,14125,504.8,2.8,2 1 max === chH σσ (MPa) [ ] 464580.8,0.8,0 1 max 1 === chF σσ (MPa) [ ] 6,4035,504.8,0.8,0 2 max 2 === chF σσ (MPa) 3. Tính các kích thước cơ bản của bộ truyền a, Khoảng cách trục [ ] 3 1 2 1 . ).1.( baH H aw u KT uKa ψσ β += Trong đó: a w : khoảng cách trục (mm) 8 Nguyễn Văn Khoa K a : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng T 1 : mô men xoắn trên trục bánh răng chủ động (N.mm) [ ] H σ : ứng suất tiếp xúc cho phép U: tỷ số truyền ba ψ : hệ số tra bảng 6.6 (TTTK) K Hβ : hệ số kể đến sự phân bố k đều tải trọng treeb chiều rộng vành răng tính về tiếp xúc - Tra bảng 6.6 (TTTK) chọn ψ ba = 0,3 - Tra bảng 6.5 (TTTK) răng nghiêng chọn k a = 43: ψ bd = 0,5.ψ ba .(u+1) = 0,53.0,3.(5+1) = 0,954 - Tra bảng 6.7 (TTTK) chọn K Hβ = 1,05: → 21,595 3,0.5.26,527 05,1.10.95,5 ).15.(43 3 2 5 =+= w a (mm) Chọn a w = 300 (mm) b, Xác định các thông số ăn khớp - Mô đuyn răng: m = (0,01÷0,02)a w = (0,01÷0,02).300 = (3÷6) chọn m = 4 - Góc nghiêng β: chọn sơ bộ β = 10 ° do đó cos β = 0,9848 - Số răng bánh nhỏ: 62,24 )15.(4 9848,0.300.2 )1.( cos. 1 = + = + = um a Z w β Chọn Z 1 = 24 răng - Số răng bánh lớn: Z 2 = Z 1 .u = 24.5 = 120 (răng) - Tỷ số truyền thực tế: 9 Nguyễn Văn Khoa 5 24 120 1 2 === Z Z u m → 96,0 300.2 )12024.(4 cos = + = β β = 16,26 = 16°15’36’’ c, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc - Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc 2 1 )1.(.2 ww H MHH dub uKT ZZZ + = ε σ Trong đó: Z M : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Z H : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Z ε : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng b w : chiều rộng vành răng d w : đường kính vòng lăn T 1 : mô men xoắn trên trục chủ động (trục 1) - Theo bảng 6.5 (TTTK): Z M = 274 (MPa) tanβ b = cosα.tanα Với 83,20) 26,16cos 20tan arctan() cos tan arctan( 1 ==== β α αα tw tanβ b = cos(20,83).tan(16,26) = 15,24 - Theo 6.34: 7,1 83,20.2sin 24,15cos.2 ).2sin( cos.2 === m b H Z α β - Theo 6.37: 88,1 4. 24,15sin.90 . sin === ππ β ε β m b w - Theo 6.28b: 10 [...]... hưởng của vận tốc vòng KXH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng → [бH] = 545,45.1.0,95.1 = 518,17 (MPa) бH = 511,67 (MPa) < [бH] = 518,17 (MPa) d, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Trong đó: bw: chiều rộng vành răng (mm) dw: đường kính vòng lăn bánh chủ động (mm) Yε: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Yβ: hệ số kể đến độ nghiêng của răng YF1: hệ số dạng răng của bánh 1 12 Nguyễn Văn Khoa -... bộ truyền - Khoảng cách trục: aw = 300 (mm) Mô duyn pháp: m=4 Chiều rộng vành răng: bw = 90 (mm) Tỷ số truyền: um = 5 Góc nghiêng của răng: β = 16°15’36’’ Số răng bánh răng: Hệ số dịch chỉnh: Z1 = 24 (mm) ; x1 Z2 = 120 (mm) = 0 ; x2 = 0 Đường kính vòng chia: d1 = 100 (mm) ; d2 = 500 (mm) Đường kính đỉnh răng: da1 = 104,64 (mm); da2 = 504,64 (mm) 14 Nguyễn Văn Khoa Đường kính đáy rẳng: df1 = 90 (mm)... 90.5.100 2 - Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép: với v = 0,52 (m/s) < 10 (m/s), Z v = 1 với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về ứng suất tiếp xúc là 8, cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5…1,5 (μm) Do đó: Zr = 0,95 với da < 700 (mm), KXH = 1 - Theo 6.1 và 6.1a: [бH] = [бH].Zv.ZR.KXH Trong đó: ZR: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc Zv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc... j = 16 2d j 2 ψσ , ψτ : Hệ số chỉ đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra bảng 10.7(TTTK), ta có: ψσ = 0,5 ψτ = 0 24 Nguyễn Văn Khoa Trục І: mặt cắt 1-1lắp bánh răng 1, mặt cắt 1-2 lắp ổ lăn và mtj cắt 1-3 lắp bánh đai Trục П: mặt cắt 2-0 lắp khớp nối, mặt cắt 2-1lắp ổ lăn và mặt cắt 2-2 lắp bắnh răng các ổ lăn được lắp ghép theo k6, lắp bắnh răng, bánh đai, nối trục theo k6... động của ổ C đ = QE m L Trong đó QE: Tải trọng quy ước L: Tuổi thọ (triệu vòng) L= 60nLh 10 6 Trong đó Lh: tuổi thọ của ổ tính bằng giờ L= 60.99,55.15000 = 89,595 (triệu vòng) 10 6 Xác định tải trọng động quy ước QE Q = ( X V Fr + YFa ) K t K đ Trong đó: Fr và Fa: tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục V: hệ số kể đến vòng nào quay (v=1) Kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ(Kt=1) Kđ:hệ số kể... động của ổ C đ = QE m L Trong đó QE: Tải trọng quy ước L: Tuổi thọ (triệu vòng) L= 60nLh 10 6 Trong đó Lh: tuổi thọ của ổ tính bằng giờ L= 60.19,91.15000 = 17,919 (triệu vòng) 10 6 Xác định tải trọng động quy ước QE Q = ( X V Fr + YFa ) K t K đ Trong đó: Fr và Fa: tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục V: hệ số kể đến vòng nào quay (v=1) Kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ(Kt=1) Kđ:hệ số kể... ] 0,2.22 chọn dП = 90 (mm) => b02 = 43 (mm) 3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực: - Từ bảng 10.3 (TTTK) ta chọn: K1 = 10 (mm) K2 = 5 (mm) K3 = 10 (mm) hn = 15 (mm) - Chiều dài mayo bánh đai, bánh răng, trên trục І: lm13 = (1,2 ÷ 1,5).d1 = (1,2 ÷ 1,5).60 = (72 ÷ 90) mm chọn lm13 = lm12 = 80 (mm) 15 Nguyễn Văn Khoa - Chiều dài mayo bánh răng và khớp lối trục П: lm22 = lmk = (1,2 ÷ 1,5).d2... vòng lăn bánh nhỏ: dw = 2.a w 2.300 = = 100 (mm) u +1 5 +1 - Ttheo 6.40: v= π d w n1 π 100.99,55 = = 0,52 (mm) 60000 60000 Với v = 0,52 (mm) theo bảng 6.13 (TTTK) dùng cấp chính xác 9 - Theo bảng 6.14 (TTTK) cấp chính xác 9 và v < 2,5 (m/s) Chọn kHα = 1,13 - Theo 6.42: v H = δ H g 0 v aw u Trong đó: δH: hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp Tra bảng 6.15(TTTK) có δH = 0,002 - g0: hệ số kể đến... 6.15(TTTK) có δH = 0,002 - g0: hệ số kể đến ảnh hưởng sai số của các bước răng Tra bảng 6.16 (TTTK) có g0 = 73 v H = 0,002.73.0,52 300 = 0,59 (mm) 5 - Theo 6.41: K Hv = 1 + v H bw d w 2.T1 K Hβ K Hα Trong đó: KHβ: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng chiều rộng vành răng 11 Nguyễn Văn Khoa KHα: hệ sồ kể đến sự phân bố không đề tải trọng cho đôi răng không đồng thời ăn khớp K Hv = 1 + 0,52.90.100 =1... = ( L + B ) / ( 200 ÷ 300) ≈ (600+350)/ 6 bánh răng với nhau Số lượng bu lông trên nền, Z 200 = 4,75 ; chọn Z = 6 Sơ bộ chọn L=600, B=350(L,B:chiều dài và rộng của hộp V ІΠ Một số chi tiết khác 1 cửa thăm Để kiểm tra,quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp,trên đỉnh hộp có các cửa thăm Dựa vào bảng 18-5/92[TTTK] ta chọn kích thước của cửa thăm như hình vẽ: 34 Nguyễn Văn Khoa . Văn Khoa ІІ. Phân phối tỷ số truyền 1. Phân phối tỷ số truyền u t của hệ dẫn động - Xác định tỷ số truyền của hệ: 23,38 09,19 730 === lv đc t n n u - Phân phối tỷ số truyền: u t = u h . u n -. (kw) 69,6 91,0 09,6 === η t ct P P (kw) 2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ - Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống: u t = u h . u n Trong đó: u h : tỷ số truyền của hộp giảm tốc (bánh răng trụ răng nghiêng) 1 Nguyễn. số và kích thước bộ truyền - Khoảng cách trục: a w = 300 (mm) Mô duyn pháp: m = 4 Chiều rộng vành răng: b w = 90 (mm) Tỷ số truyền: u m = 5 Góc nghiêng của răng: β = 16°15’36’’ Số răng bánh