ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM độc lập tự do hạnh phúc ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sinh viên thiết kế: Đào văn Tùng Lớp: k41ccm6 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn văn Dự nội dung thiết kế:Thiết kế trạm dẫn động băng tải Số liệu cho trước: Lực vòng trên băng tải:F t =4250 N Thời hạn phục vụ: 7 năm Đường king tang băng tải:D=350mm Tỷ lệ số giờ làm việc/ngày: 3 1 Vânj tốc vòng băng tải:v=0,77m/s Tỷ lệ số giờ làm việc /năm:4/5 T/chất tải trọng:quay đều,làm việc êm p.k bd p 5 6 3 2 4 1 1 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com Sơ đồ khai triển hệ dẫn động Sơ đồ tải trọng:K bd =1.5 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN I/TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN –PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I)Chọn động cơ điện 1)chọn loại động cơ Chọn động cơ điện đẻ dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là công việc đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy.Trong công nghiệp sử dụng nhiều loại động cơ như: Động cơ điện một chiều , động cơ điện xoay chiều.Mỗi loại động cơ có một ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vao các yêu cầu khác nhau mà ta chọn loại động cơ cho phù hợp. Với yêu cầu thiết kế trạm dẫn động băng tải đã cho, dựa vào đặc tính và phạm vi sử dụng của loại động cơ ta chọn động cơ ba pha không đồng bộ rô to lồng sóc (còn gọi là rô to ngắn mạch) vì nó các ưu điểm đó là:Kết cấu đơn gản giá thành thấp , rễ bảo quản,làm việc tin cậy.Tuy nhiên loại này có nhược điểm là hiệu suất thấp , hệ số cos ϕ thấp so với động cơ đòng bộ , không điều chỉnh vận tốc được. 2)Chọn công suất động cơ +) Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ , đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không được lớn hơn nhiệt độ cho phép.Muốn vậy cần có: dc dt dc dm PP ≥ trong đó dc dm P : công suất định mức của động cơ dc dt P :công suát đẳng trị của động cơ +)Do tải trọng không đổi nên ta có: dc lv dc dt PP = dc lv P : công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ Σ = η ct lv dc lv P P +) ct lc P :giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác: ct lc P = 1000 .vF t 2 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com F t =4250 N :lực vòng trên băng tải V=0,77 m/s :vận tốc vòng băng tải → 2725,3 1000 77,0.4250 == ct l P kw Σ η :hiệu suất truyền động(toàn hệ thống) với hệ thống đã cho: xbrkhol ηηηηη . = Σ ta có 4 cặp ổ lăn,2 cặp bánh răng,1 khớp nối, 1 bộ truyền xích Tra bảng 2.3(HD) ta có: 97,0 = br η , 1 = kh η , 99,0 = ol η , 93,0 = x η → = Σ η 0,99 4 .1.0,97 2 .0,93 =0,84% →công suất làm việc danh ngiã trên trục động cơ 895,3 84,0 2725,3 === Σ η ct lv dc lv P P kw Vậy công suất đẳng trị trên trục động cơ: 895,3 == dc lv dc dt PP kw 3)Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:n db 3.1)Số vòng quay trên trục công tác: n ct :n ct = D v . .10.60 3 π v/ph +) v:vận tốc vòng băng tải: v =0,77 m/s +)D: dường kính tang băng tải: D=350mm → 01,42 350. 77,0.1000.60 == π ct n v/ph +) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:n db = 1500 v/ph như vậy tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống: U sb = 7,35 01,42 1500 == ct db n n .ta thấy tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống nằm trong khoảng tỉ số truyền nên dùng của bộ truyền bánh răng trụ hai cấp(8÷40) Vậy số vòng quay đồng bộ được chọn của động cơ là 1500 v/ph 3.2)Chọn động cơ sử dụng -Động cơ loại 4A có khối lượng nhẹ hơn loại K và DK.Phạm vi công suất lớn và số vòng quay đồng bộ lớn loại Kvà DK 3 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com -căn cứ vào giá trị công suất đẳng trị và số vòng quay đồng bộ của động cơ ta chọn động cơ sao cho: dc dt dc dm PP ≥ . Tra bảng P1.3 phụ lục ta chọn động cơ: 4A100L4Y3: Bảng thông số: kiểu động cơ Công suất Vòng quay cos ϕ η % dn T T max dn K T T 4A100L4Y3 4,0 1420 0,84 84 2,2 2,0 4)Kiểm tra điều kiện mở máy điều kiện quá tải cho động cơ a)Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ - Khi khởi động , động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ thống : điều kiện mở máy : dc cbd dc mm PP ≥ kw -) dc mm P :công suất mở máy của động cơ dc mm P =K mm. dc dm P K mm = dn K T T =2,0 → dc mm P =2,0.4=8 kw -) dc cbd P công suất cản banđầu trên trục động cơ bd dc lv dc cbd KPP . = K bd =1,5;hệ số cản ban đầu 895,3 = dc lv P → 84,55,1.895,3 == dc cbd P kw Vậy 8,58 =>= dc cbd dc mm PP →đảm bảo điều kiện mở máy II)PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN tỉ số truyền chung của toàn hệ thống: U Σ U Σ = ct dc n n 1420 = dc n số vòng quay đã chọn của động cơ ct n =42,01 :số vòng quay trên trục công tác → 8,33 01,42 1420 == Σ U , Với hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp hng UUU . = Σ 4 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com U ng tỉ số truyền của bộ truyền ngoài hộp U h = U 1 . U 2 , tỉ số truyền của hộp giảm tốc U 1 tỉ số truyền của cặp bánh răng 2 ( cấp nhanh) U 2 tỉ số truyền của xặp bánh răng 3(cấp chậm) 1)Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp +)Với hệ dẫn động gồm HGT 2 cấp bánh răng nối với bộ truyền xích ngoài hộp ta có U ng = Σ ÷ U)1,015,0( = 8,33)1,015,0( ÷ =(2,25÷1,83). Ta chọn U ng =1,83 →U h= 47,18 83,1 8,33 == Σ ng U U 2)Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc U h =U 1 .U 2 U 1 =0,85 3 2 47,18 =5,76 →U 2 = 2,3 76,5 47,18 1 == U U h III)XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 1)Tính tốc độ quay của các trục(v/ph) ii i i U n n →− − = 1 1 ii nn , 1 − số vàng quay trên trục i-1,và truc i U i-1→I tỉ số truyền giữa trục i-1 và trục i Vậy: +) Tốc độ quay trục I : n I = n dc =1420 (v/ph) +) Tốc độ quay trên trục II: n II = 52,246 76,5 1420 1 == U n I v/ph +) Tốc độ quay trên trục III; n III = 03,77 2,3 52,246 2 == U n II v/ph +) tốc độ quay trên trục IV : n IV = 1,42 83,1 03,77 == ng III U n v/ph 2)Tính công suất danh nghĩa trên các trục (kw) +)trục I : P I = olIdc dc lv P ηη → =3,895.1.0,99=3,85 kw +) Trục II : P II =P I . olIII ηη . → =3,85. olbr ηη . =3,85.0,97.0,99=3,7 kw +) Trục III; P III = P II . olbr ηη . = 3,7.0,97.0,99 = 3,55 kw +)Trục IV: P IV = P III . olx ηη . =3,555.0,93.0,99 =3,273 kw 5 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com 3)+Tính mô men xoắn trên các trục (N.mm) T i = i i n P.10.55,9 6 -)P i công suất trên trục i -)n i số vòng quay trên trục i T I = 6,25892 1420 895,3.10.55,9 6 = N.mm T II = 22,143335 52,246 7,3.10.55,9 6 = N.mm T III = 73,440120 03,77 555,3.10.55,9 6 = N.mm T IV = 6,741769 1,42 27,3.10.55,9 6 = N.mm 4)Từ các kết quả tính được ta có bảng số liệu tính toán: Tốc độ quay v/ph Tỉ số truyền Công suất Kw Mômen xoắn(N.mm) Trục đông cơ 1420 1 4,0 26195,25 TrụcI 1420 3,85 25892,6 5,76 TrụcII 246,52 3,7 143335,22 3,2 TrụcIII 77,03 3,55. 440120,73 1,83 TrụcIV 42,1 3,27. 741769,6 PHẦN II/THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG A:THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN I/THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 1)Chọn loại xích 6 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com Có ba loại xích:xích ống ,xích con lăn,và xích răng.Trong ba loại xích trên ta chọn xích con lăn để thiết kế vì chúng có ưu điểm: Có thể thay thế ma sát trượt giữa ống và răng đĩa(ở xích ống) bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa (ở xích con lăn).Kết quả là độ bền của xích con lăn cao hơn xích ống chế tạo xích con lăn không khó bằng xích răng Ngoài ra: Xích con lăn có nhiều trên thị trường →dễ thay thế Phù hợp với vận tốc yêu cầu Vì công suất sử dụng không quá lớn nên chọn xích một dãy 2) Xác định các thong số của xích và bộ truyền xích a)Chọn số răng đĩa xích -số răng đĩa xĩch càng ít , đĩa bị động quay càng không đều, động năng va đập càng lớn và xích mòn càng nhanh.Vì vậy ta chọn số răng tối thiểu của đĩa xích (thường là đĩa chủ động) là: Z 1 ≥ Z min =13 ÷ 15 Theo công thức thự ngiệm Z 1 =29-2u =29-2.1,83 = 25,34 Theo bảng 5.4(hd) chọn :Z 1 = 27 (răng) -từ số răng đĩa xích nhỏ : Z 1 =27 răng ta có số răng đĩa xích lớn là: Z 2 = u.Z 1 Z ≤ max Z max =120 đối với xích con lăn →Z 2 =1,83.27 = 56,25 →chọn Z 2 =49 ≤Z max Như vậy tỉ số truyền thực của bộ truyền xích là: U x = 27 49 1 2 = Z Z =1,81 b)Xác định bước xich p: -Bước xích p được xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề điều kiện đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích được viết dưới dạng: 7 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com P t = P.k.k z .k n ≤ [P] P t là công suất tính toán (kw) P:công suất cần truyền trên trục ba (kw) :P=P III =3,55. [P]:công suất cho phép (kw) K z: hệ số số răng K z = 925,0 27 25 1 01 == Z Z (Z 01 số răng đĩa nhỏ tiêu chuẩn) K n = 1 01 n n :hệ số vồng quay +n 01 tra bảng 5.5 (hd) gần nhất với n 1 →k n = 03,77 50 =0,65 K hệ số sử dụng K=k 0 .k a. k dc .k bt .k d .k c +k 0 :hệ số kể đến vị trí của bộ truyền +k 0 =1 (tra bảng 5.6)góc nối hai tâm đĩa xích hợp với phương ngang góc≤60 0 +k a hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích +k a =1 vì ta chọn a = (30 ÷ 50)p +k dc hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng +k dc =1,25 vị trí trục không điều chỉnh được +k bt hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn +k bt =1,3(có bụi nhưng vẫn đảm bảo bôi trơn) +k d hệ số tải trọng động +k d =1:tải trọng làm việc êm +k c hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền + k c =1 làm việc 1 ca →K =1.1.1,25.1,3.1.1=1,625 Vậy :P t =3,55 1,625.1.0,.65 =3,05(kw) Tra bảng 5.5(hd) với n 01 =50 (v/ph) Chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích : p= 31,75 (mm) thỏa mãn điều kiện bền: P t = 3,465 ≤ [p] =5,83 (kw) đồng thời theo bảng 5.8(hd) ta có :p ≤ p max =50,8 mm c)Khoảng cách trục và số mắt xích 8 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com +)khoảng cách trục:chọn a =30p = 30. 31,75 =952,5mm +)Số mắt xích x : x = a pZZZZ p a 4 .)( 2 2 2 2 1221 π − = + + = 5,952 4 75,31.)2749( 2 4927 75,31 5,952.2 2 2 π − + + + =98,4 (mắt xích) chọn x = 98 mắt xích +) tính lại khoảng cách trục theo x đã chọn: : a = 0,25p{x c -0,5(Z 2 +Z 1 ) + [ ] [ ] 2 12 2 12 /)(2)(5,0 π ZZZZx c −−+− } →a=946mm Để xích không phải chịu lực căng quá lớn giảm a đi một lượng : ∆ a = 0,003a = 0,003.946 =2,838 →a = 946-2,838 =943,162 mm Chiều dài xích:L =p.x=31,75.98 =3111,5mm +)Số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây :i = x nZ .15 . 11 ≤ [i] →i= 415,1 98.15 03,77.27 = ≤ [i] =30 (với p=31,75mm) d)Kiểm ngiệm xích về độ bền: Với các bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thường xuyên chịu trọng va đập trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm ngiệm về quá tải theo hệ số an toàn: : s= [ ] s FFFk Q vtd ≥ ++ 0 . Trong đó:Qlà tải trọng phá hỏng,tra bảng 5.2 (hd)Q=88,5 3 N k d :hệ số tải trọng động k d = 1,2 (bộ truyền làm việc trung bình) F t lực vòng:F t = v P1000 (v= 1,1 60000 11 ≈ nPZ ) →F t = 27,3227 1,1 55,3.1000 = N +) lực căng ly tâm: F v =q.v 2 =3,8.1,1 2 =4,6 N (q:khối lượng 1 mét xích tra bảng 5.2) F 0 =9,81.k f .qa (k f =4 bộ truyền ngiêng góc < 40 0) =9,81.4.2,6.0,750 =76,518 N 9 ĐÀO VĂN TÙNG :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com →s= 02,22 6,463,14027,3227.2,1 10.5,88 3 = ++ theo bảng 5.10(hd) với n=50v/ph →[s]=7→ s > [s]→bộ truyền xích đảm bảo độ bền e) Đường kính đĩa xích +) Đường kính vòng chia của đĩa xích được xác định: : d 1 = )sin( 1 Z p π = 48,273 27 180 sin 75,31 = mm :d 2 = 55,495 49 180 sin 75,31 = mm +) đường kính vòng đỉnh: :d a1 =p[0,5+cotg 1 180 Z ] = 31,75[0,5+cotg 27 180 ] = 287,51 :d a2 = 31,75[0,5+cotg 49 180 ] =510,4 +) đường kính vònh chân: d f1 =d 1 -2r với r =0,5025.d 1 +0,05 =0,5025.15,8+0,05=8,03mm d 1 =15,88 tra bảng 5.2(hd) →d f1 =273,48-2.9,62 =254,2 mm → d f2 =d 2 -2r =495,55-2.9,62 = 476,31 mm Các kích thước còn lại tính theo bảng13.4 (hd) f)Kiểm ngiệm độ bền tiếp xúc của bộ truyền +) ứng suất tiếp xúc: H σ trên mặt răng đĩa xích phải thỏa mãn điều kiện : [ ] σσ ≤ + = d vddtr H kA EFkFk . ).( .47,0 Trong đó: [ ] σ ứng suất tieeps xúc cho phép MPa F vđ lực va đập trên m dãy xích N F vđ =13.10 -7 .n 1 .p 3 .m = 13.10 -7 .77,03.31,75 3 .1 = 3,2 N F t =3555 N [ σ H ] tra bảng 5.11(hd) = [550÷650] MPa *)với đĩa xích nhỏ k d = 1: hệ số phân bố không đều tải cho các dãy(xích một dãy) *)k d = 1 hệ số tải trọng động *)k r : hệ số kể sự ảnh hưởng của số răng đĩa xích , phụ thuộc vào Z Z 1 = 27→k = 0,42 10 [...]... kính sơ bộ ta sử dụng bảng 10.2(hd) đẻ chọn chi u rộng ổ lăn bo : d(mm) 20 35 50 bo(mm) 15 21 27 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Tính sơ bộ chi u dài các đ an trục + )Chi u dài moay ơ đĩa xích và bánh răng Lmki =(1,2÷1,5)dk Dk đuờng kính trục thứ k Lmki chi u dài moay ơ của chi tiết quay thứ i lăp trên tiết diện thứ I trên trục thứ k +)ta có chi u dài moay ơ bánh răng trụ và đĩa xích... :LỚP:K41CCM6_MSSV:0111051149 daovantung.hh.bg@gmail.com I III II a 1 a a w1 w2 a 2 Vậy điều kiện trạm trục được đảm bảo 2)kiểm tra điều kiện bôi trơn Để giảm mất mát công suất vì ma sát, gỉm mài mòn răng, đảm bảo thoát nhiệt tốtvà đề phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc *)đối với hộp giảm tốc đang thiết kế ta dung phương pháp bôi trơn trong dầu , ngâm các chi tiết trong... v1,5m/s nên mức dầu tối đa:xmax =x2min-10 =94,02-10=84,02mm →x2max=84m02 và l2max =l2min +10=20mm 2)Với bộ truyền cấp chậm - )Chi u cao răng... xích 2 tương tự của đĩa xích 1 g)Xác định lực tác dụng lên trục Có : Fr = kx.Ft +) kx hệ số kể đến trọng lượng xích : kx=1,15(bộ truyền nằm ngang) →Fr = 1,15.3227,27 =3711,36N II)THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG II)THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: 2.1)Bộ truyền bánh răng cấp nhanh 1)Chọn vật liệu :theo bảng 6.1(hd) -) Ta chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB . số truyền của hộp giảm tốc U 1 tỉ số truyền của cặp bánh răng 2 ( cấp nhanh) U 2 tỉ số truyền của xặp bánh răng 3(cấp chậm) 1)Tỉ số truyền của các bộ truyền. =1,15(bộ truyền nằm ngang) →F r = 1,15.3227,27 =3711,36N II)THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG II)THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: 2.1)Bộ truyền bánh răng cấp nhanh