thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

72 9 0
  • Loading ...
1/72 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 31/01/2019, 13:06

thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc,thiet ke dan dong khi hop giam toc, MỤC LỤC Trang MỤC LỤC .1 LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHÔI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.2 Phân phối tỷ số truyền 1.3 Xác định công xuất, momen, số vòng quay trục .5 PHÂN : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền bánh 11 2.1.1 Chọn vật liêu 11 2.1.2 Tính ứng suất cho phép 11 2.2 Tính truyền trục vít hộp giảm tốc 21 2.2.1 Thông số kỹ thuật truyền 21 2.2.2 Dụ đoán vận tốc trượt,chọn vật liệu 21 2.2.3 Xác định ứng suất cho phép 21 2.2.4 Tính thiết kế 22 2.2.5 Kiểm nghiệm đọ bền tiếp xúc .23 2.2.6 Kiểm nghiệm đọ bền uốn 24 2.2.7 Tính nhiệt lượng truyền đọng trục vít 24 PHẦN 3: THIẾT KẾ TRỤC – CHỌN THEN – KHỚP NỐI 28 3.1 Thiết kế trục 28 3.1.1 Chọn vật liệu xác định sơ đường kính trục 28 3.1.2 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 29 3.1.3 Phân tích lực tác dụng lên truyền 30 3.2 Chọn then kiểm nghiệm then .40 3.3 Tính kiểm nghiệm độ bền trục 40 3.3.1 Độ bền mỏi .40 3.3.2 Độ bền tĩnh .42 3.4 Tính tốn nối trục 43 PHẦN : TÍNH TỐN VÀ CHỌN Ổ LĂN 45 4.1 Chọn ổ lăn cho trục I 45 4.1.1 Chọn loại ổ 45 4.1.2 Kích thước cấp xác ổ 45 4.1.3 Kiểm nghiệm ổ khả tải động 45 4.1.4 Kiểm nghiệm ổ khả tải tĩnh 46 4.2 Chọn ổ lăn cho trục II 47 4.2.1 Chọn loại ổ 47 4.2.2 Chọn kích thước cấp xác ổ .47 4.2.3 Kiểm nghiệm ổ lăn khả tải động 48 4.3 Chọn ổ lăn cho trục III 51 4.3.1 Chọn loại ổ 51 4.3.2 Chọn kích thước cấp xác ổ 52 4.3.3 Kiểm nghiệm ổ lăn khả tải động 52 PHẦN 5: CHỌN CHI TIẾT PHỤ, THIẾT KẾ VỎ HỘP, BẢNG DUNG SAI .55 5.1 Kết cấu vỏ hộp 55 5.2 Kết cấc số chi tiết 57 5.3 Bôi tron điều chỉnh ăn khớp 60 5.4 Dung sai lắp ghép .61 PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí.Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại.Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hoá đất nước.Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết học viên sỹ quan kỹ thuật Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất.Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật ; giúp học viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực học viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ Cơ khí, điều cần thiết với học viên khí động lực Chúng tơi chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Nhân, thầy khoa kỹ thuật sở giúp đỡ chúng tơi nhiều q trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều tránh khỏi, mong nhận ý kiến từ thầy Học viên thực Trần Dỗn Tồn PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ DẪN ĐỘNG 1.1 TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1.1.1Chọn hiệu suất hệ thống: Tra bảng 2.3 tài liệu [1] ta chọn: Hiệu suất ổ lăn: - ηol = 0,99 Hiệu suất truyền bánh trụ thẳng: - Hiệu suất truyền trục vít: - Hiệu suất truyền xích: - Hiệu suất khớp nối: - ηkn ηx ηtv - = 0,97 =1 Hiệu suất truyền động: Tính cơng suất tính tốn: Cơng suất xích tải: Plv = Cơng suất tính tốn: ( Ti / Tmax ) ti Σti - - F v 1000 = =1.0,97.0,75.0,98.0,993= 0,692 24000.0, 25 1000 12.27 + 0,82.17 = 5,57 27 + 17 Ptđ = Plv = Công suất cần thiết trục động cơ: Ptd ηΣ = 0,98 = 0,75 ηΣ = ηkn η x ηtv ηbr ηol3 1.1.2 ηbr = kW kW 5,57 ≈ 8, 05 0, 692 Pct = = kW Số vòng quay sơ bộ: nsb = nlv ungoài uhộp giảm tốc 6.10 4.vbr π D 6.104.0, 25 π 550 ≈ nlv = = 8,681 vòng/phút Chọn sơ bộ: ungồi = Ux = ⇒ uhộp giảm tốc = 80 nsb = 8,68.2.80 = 1388,96vòng/phút Dựa vào bảng phụ lục P1.3 chọn động điện thỏa mãn Theo bảng p1.3 tài liệu [ 1]  Pdc > Pct   ndc ≈ nsb ta chọn động sau: Tên động Công suất (kW) Vận tốc quay, vòng/phút Cos 4A132M4Y3 11 1458 0,87 % Tmax Tdn TK Tdn 87,5 2,2 1.2 Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền chung UΣ = ndc 1458 = = 168 nlv 8,68 U Σ = U x U hop U hop = U tv U br Ta có: Tra bảng 2.4 tài liệu [1] ta chọn : U x = ⇒ U hop = Chọn U tv = U Σ 168 = = 84 Ux Z2 Z1 ta có: kết hơp Chọn hình 3.25 tài liệu Z1 = Z = 40 ⇒ [ 1] ta chọn : U tv = , U hop 84 40 = 40 U br = U = 40 = 2,1 tv , 1.3 Công suất trục: Plv = F v 1000 = 24000.0, 25 1000 = kW P3 = Trục 3: Plv = = 6,25kW ηol η x 0,99.0,97 P2 = P3 6,25 = = 8,42kW ηol ηtv 0,99.0,75 P1 = P2 8,42 = = 8,68kW ηol ηbr 0,99.0,98 Trục 2: Trục : Pdc = Số vòng quay Trục động cơ: : Trục 1: n1 = ndc = 1458 n2 = Trục 2: n3 = Trục 3: vòng/phút n1 1458 = = 694,2857 U br 2,1 vòng/phút n2 694,2857 = = 17,357 U tv 40 nlv = Trục công tác: ∆n = P1 8,68 = = 8,77 kW ηol ηkn 0,99.1 vòng/phút n3 17,357 = = 8,6785 Ux vòng/phút 8,6785 − 8,681 100 = 0,029% < 5% 8,681 Momen xoắn trục: P Ti = 9,55.106 i ni Tdc = 9,55.106 Trục động cơ: Pdc 8,77 = 9,55.106 = 57444,1N mm ndc 1458 T1 = 9,55.106 Trục 1: P1 8,681 = 9,55.106 = 56861,14 N mm    n1 1458 T2 = 9,55.106 Trục 2: T3 = 9,55.106 Trục 3: P2 8, 42 = 9,55.106 = 115818,315 N mm n2 694, 2857 P3 6,25 = 9,55.106 = 3438814,3 N mm n3 17,357 Tlv = 9,55.106 Plv = 9,55.10 = 6602523, 47 N mm nlv 8,6785 Trục công tác: Công suất P (kW) Động Trục Trục Trục Trục công tác 8,77 8,681 8,42 8,25 Tỉ số truyền u 2,1 40 Số vòng quay n (vòng/phút) 1458 1458 694,2857 Momen 57444,1 56861,14 115818,14 17,357 8,6785 3438814,315 6602523,47 xoắn T (N.mm) PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền xích 2.1.1 Thơng số đầu vào P1 = 8,25(kW) n1 = 17,357 (vßng/phót) ux = Số ca = 2.1.2 Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ, vận tốc tơng đối thấp dùng xích ống lăn 2.1.3 Xỏc nh s rng ca a xớch Tra bảng 5.4 ti liu [1] ,đối với loại xích lăn có tỉ số truyền u x = = 25 ta chọn số ®Üa xÝch dÉn: z1 = 29 – 2ux = 29 2.2 Số đĩa xích bị dẫn : z2 = ux.z1 = 2.25 = 50 2.1.4 Xác định bước xớch áp dụng công thức công suất tính toán: Pt = P1.k.kz.kn Trong ®ã: Pt cơng suất tính tốn (kW) P1 công suất truyền: P1 = 8,25 (kW) kz hệ số số răng: kz = z01 25 = =1 z1 25 kn hệ số số vòng quay: kn = n01 n1 Với n01 số vòng quay đĩa xích dẫn làm việc điều kiện thí nghiệm (bộ truyền nằm ngang, khoảng cách trục chn : a (40 ) p cã thĨ ®iỊu chØnh lùc căng xích, truyền chịu tải trọng em va p nh , làm việc hai ca đợc bôi trơn định kì chän n01 = 50 (vßng/phót) ⇒ kn = n01 50 = = 2,88 n1 17, 357 k = ko ka kđc kbt kđ kc Tra bảng 5.6 ti liu [1],ta có: + ko hệ số kể đến ảnh hởng vị trí truyền (đờng nối tâm hai đĩa xích tạo với phơng ngang góc < 60o ) ⇒ ko = + ka lµ hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài d©y xÝch, chän sơ a =40p ⇒ chọnka= + kđc hệ số kể đến ảnh hởng việc điều chỉnh lực căng dây xích, dùng đĩa iu chỉnh đĩa xích ⇒ k®c = + kbt hệ số kể đến ảnh hởng bôi trơn, tra bảng 5.7 ti liu [1],chọn chế độ bôi trơn đạt yêu cầu (chất lợng bôi trơn II), tra bảng 5.6 ti liu [1],ta có môi trờng làm việc có bụi, chất lợng bôi trơn II kbt = 1,1 + kđ hệ số kể đến tải trọng động, tải trọng va ®Ëp nhĐ ⇒ k® = 1,2 + kc lµ hƯ số kể đến chế độ làm việc truyền xÝch Víi bé trun lµm viƯc ca: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ K c = 1,12 kc = k = 1.1.1.1,1.1,2.1,12.1 = 1,4784 Pt = P1.k.kz.kn = 8,25.1,4784.1.2,88 = 35,127 (kW) Để đảm bảo cho truyền xích làm viƯc ªm ta chän xÝch d·y ⇒ kx = 1,7 công suất truyền : Pd = Pt 35,127 = = 20, 663 kx 1, (kW) Tra b¶ng 5.5 tài liệu [1],víi n01= 50 (vòng/phút) ta chọn bớc xích: pc=50,8 (mm) Công suất cho phÐp [P] = 22,9 (kW) >20,663 (kW) 1.2.4 Khoảng cỏch trc v s mt xớch Khoảng cách trục: a = 40.p = 40 50,8 = 2032 (mm) ¸p dơng công thức tính số mắt xích : X = 2a z1 + z2 ( z2 − z1 ) pc X = + + pc 4π a 2.2032 25 + 50 (50 − 25) 50,8 + + = 117, 50,8 4π 2032 Chän số mắt xích chẵn để tránh làm mắt chuyển tiếp: x c = 118 tính lại khoảng cách trục, theo c«ng thøc 5.13 tài liệu [1]: a = 0, 25 pc [ X c − 0,5( z2 + z1 ) + [ X c − 0,5( z2 + z1 )]2 − 2( z2 − z1 ) ] π a = 0, 25.50,8.[118 − 0,5(50 + 25) + [118 − 0,5(50 + 25)]2 − 2( 50 − 25 ) ] = 2034, 65 3,14 (mm) Để đảm bảo xích không chịu lực căng lớn khoảng cách trục a cần phải giảm lợng: a = 0,003a = 0,003.2034,65 = 6,104 (mm) Vậy khoảng cách trục đợc ta chän lµ: a = 2028,55 (mm) i= z1 n1 25.17,357 = = 0, 245 < [i] = 15 15 X c 15.118 Số lần va đập xích : Theo b¶ng 5.9 tài liệu [1] 1.1.6 KiĨm nghiƯm xÝch độ bền S= Hệ số an toàn xích : Q ( K d Ft + Fo + Fv ) Trong đó: 10 Vi đũa côn theo bng 11.6 tài liệu [1] ta chọn X0=0,185,Y0=1 £ Như Qt [C0] =46 (kN) nên đảm bảo điều kiện bền tnh Chọn loại ổ nh đảm bảo điều kiện khả tải động.Đồng thời thoả mãn điều kiện khả tải tĩnh *Kết luận lại :Chọn ổ lăn nh hợp lý d=40(mm) D1=90(mm ) α=10,50 D=90(mm) C=61 (KN) B=18(mm) Co=46 (KN) 4.3.Chän ổ lăn cho trục III 4.3.1.Chọn loai ổ lăn Vì trục lăp bánh vít yêu cầu độ cứng vững ổ cao nên gối ta chọn ổ đũa côn.Sơ đồ bố trí ổ nh hình vẽ 4.3.2.Chọn kích thớc cấp xác ổ lăn Dựa vào bảng P2.11[1] ta chọn lo¹i ỉ nhĐ 7520 cã kÝch thíc thĨ nh sau: d=100mm, D=180mm, D1=190mm, B=46mm, α=150, C =232 KN, C0=236 KN 4.3.3.Kiểm nghiệm ổ khả tải động -Khả tả động Cd đợc tính theo công thức: 58 C = Q.m L d +m bËc cđa ®êng cong mỏi thử ổ lăn.Vì ổ đũa côn nên m=10/3 +L ti thä tÝnh b»ng triƯu vßng quay L 60.n L= h 106 Trong hép gi¶m tèc ta cã Lh=20800 giê L= → 20800.60.17,357 = 21,66 10 n=17,375(v/phót) (Triệu vòng) +Q tải trọng quy ớc Q = ( X V Fr + Y Fa ) Kt K d +chọn vòng quay nên V=1 +Chọn hệ số ¶nh hëng cđa nhiƯt ®é kt=1 +k® hƯ sè kĨ đến đặc trng ca tải trọng.Tra bảng 11.3[1] ta có Kđ=1,2 +Các phản lực F = F + F = 20943,92 + 5225,562 = 21586( N ) r0 X0 Y0 F = F + F = 33012,32 + 219,562 = 33013( N ) r1 X1 Y1 e = 1,5.tgα = 1,5.tg (150 ) = 0,4 V× ổ đũa côn nên F = 0,83.e.F = 0,83.0,4.21586 = 7166,5( N ) s0 r0 → F = 0,83.e.F = 0,83.0,4.33013 = 10960,3( N ) S1 r1 Mµ F = − Fat + F = −2679 + 10960,3 = 8281,3( N ) > F = 7166,5( N ) a0 S1 S0 59 F = F + Fat = 7166,5 + 10960,3 = 18126,8( N ) > F = 10960,3( N ) a1 S0 S1 Vậy ổ lăn chịu lực dọc trục lực hớng tâm đếu lớn F = 8281,3( N ) a0 ổ lăn chịu lực dọc trục,lực hớng tâm Fa1 lực däc trôc sinh F = F = 18126,8( N ) a1 S1 *Ta tiÕn hµnh kiĨ nghiƯm cho ỉ ®Üa c«n sè F a0 = 8281,3 = 0,38 < e F 21586 r0 +Ta cã tØ sè chän ổ đũa côn đỡ chặn Tỉ số không lớn nên ta +Tra bảng 11.4[1] ta đợc X = 1,Y = 0,45.cot gα = 0,45cot g15 = 1,68 → Q = ( 1.1.21586 + 1,68.8281,3) 1.1,2 = 42,6( KN ) → Q = 0,81.Q = 0,81.42,6 = 34,5( KN ) E C = 34,5.10/3 21,66 = 63,8(k N ) e F 33013 r1 cot g15 Nªn ta cã X=0,67,Y=0,67 → =2,5 Q = X F kt k = (0,67.1.33013 + 2,5.18126,8).1.1, = 80,92( KN ) r1 d → Q = 0,81.Q = 0,81.80,92 = 65,55( KN ) E C = 65,55.10/3 21,66 = 164,9( KN )< C =168(KN) d0 Vậy Điều kiện tải động đợc thoả mãn xét khả tải tĩnh Điều kiện để đảm bảo khả tải tĩnh là: QtCo ìïï Qt = X Fr + Y0 Fa = 1.33013 +1, 64.18126,8 = 62, 74(k N ) í ïïỵ Qt = Fr = 33013( N ) ⟹Qt=62,74 (kN) Với ổ đũa côn theo bng 11.6 ti liu [1] ta chọn X0=1,Y0=1,64 £ Như Qt [C0] =236 (kN) nên đảm bảo điều kiện bền tĩnh *KÕt luËn l¹i ta chọn ổ đĩa côn có kích thớc nh sau 61 ta chän lo¹i ỉ nhĐ 7520 cã kÝch thíc thÓ nh sau: d=100mm, D=180mm, D1=190mm, B=46mm, α=150, C =232 KN, C0=236 KN PHẦN 5: CHỌN CHI TIẾT PHỤ, THIẾT KẾ VỎ HỘP,BẢNG DUNG SAI 5.1.KÕt cÊu vá hép 5.1.1.Chän vật liệu -Hộp giảm tốc để đảm bảo vị tri tơng đối giữ chi tiết phận máy,tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn,bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bặm -Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lợng nhỏ -Ta chọn vật liệu làm hộp giảm tốc gang xám GX15-32 5.1.2.Chọn bề mặt ghép nắp thân -Vì hộp giảm tốc trục vít nên ta chọn bề mặt nắp thân bề mặt qua trục bánh vít để nắp bánh vít chi tiết khác dễ dàng -Đờng kính ổ lăn(ổ số 0)có D=90mm,mà ®êng kÝnh ®Ønh cđa trơc vÝt da1=91,35mm.Do ®ã ta ph¶i dùng miếng đệm D'=D+2. da1 có độ dày δ Sao cho: d − D 91,35 − 90 → δ = a1 = = 0,674 2 VËy ta chọn = 1mm 62 5.1.3.Xác định kích thớc vỏ hộp -Khoảng cách tâm :Để đảm bảo đồng độ dày thành hộp lấy a=aMAX=200 mm -Chiều dày thân hộp =9 mm -Chiều dày nắp hộp 1=8 mm -Đờng kính bu lông d1=20 mm -Gân tăng cứng có +chiều dày e=8mm +Chiều cao h=60 mm +Độ dốc =20 -Bu lông cạnh ổ d2=16 mm -Bu lông ghép nắp bích thân d3=12 mm -Vít ghép nắp ổ d4=10 mm -Vít ghép nắp cửa thăm d5=8 mm -Mặt bích ghép với thân +chiều dày S3=20 mm +Chiều dày bích nắp hộp S4=18 mm +Bề rộng bích nắp thân K3=42mm -Kích thớc gối trục, +Đờng kính tâm lỗ vít (Tra bảng 18-2/88) ta có đợc D2=135 mm,D3=165 mm +Chiều cao h=12 mm +Tâm lỗ bu lông cạnh ổ E2=24 mm +R2=19,5 mm +Khoảng cách từ mép bu lông đến mép lỗ K=18mm +Bề rộng mặt gép bu lông cạnh ổ K2=48 mm -Mặt đế hộp 63 +Chiều rộng có phần lồi S1=30 mm, S2=22 mm +Bề rộng mặt đế hộp K1=60 mm,q=62 mm -Khe hở chi tiết +Giữa bánh thành hộp =9 mm +Giữa đỉnh lớn đáy hộp 1=30mm +Gia mặt bên bánh với =10 mm -Số lợng bu l«ng nỊn ta chän bu l«ng 5.2.KÕt cÊu số chi tiết 5.2.1.Nút thông A B M48x 35 C D E G H I K L 45 25 70 62 52 10 15 M N O P Q R S 13 52 10 56 36 62 55 64 5.2.2.Nút tháo dầu d b M22x 15 m f L c q D 10 29 2,5 19,8 32 S Do 22 25, 65 5.2.3 Chốt định vị 66 .2.4.Thăm dầu 5.3 Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp 5.3.1.Bôi trơn 67 1.1 Bôi trơn truyền trọng hộp -Vì hộp giảm tốc truyền bánh trục vít Có vận tốc dài trục vít vTRụC VíT=3,2 (m/s)
- Xem thêm -

Xem thêm: thiết kế hệ thống truyền động cơ khí, thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay