Thiết kế hệ thống cơ khí: Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động

Thiết kế hệ thống cơ khí: Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự động TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống cơ khí NGUYỄN XUÂN TÙNG Tung.nx187510sis.hust.edu.vn Chuyên ngành Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: Bộ môn: Viện: Ths. Hoàng Văn Bạo Cơ sở thiết kế máy và Robot Cơ Khí HÀ NỘI 72021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ Bộ môn Cơ điện tử Học kỳ: 2 Năm học: 2020 2021 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Mã HP: ME4506 Thời gian thực hiện: 15 tuần; Mã đề: VCK04… Ngày giao nhiệm vụ:… …2021; Ngày hoàn thành: ……2021 Họ và tên sv: Nguyễn Xuân Tùng MSSV: 20187510 Mã lớp:121804 Chữ ký sv: ……. Ngày ……20… ĐƠN VỊ CHUYÊN MÔN (ký, ghi rõ họ tên) Ngày ……20… NGƯỜI RA ĐỀ (ký, ghi rõ họ tên) Ngày ……20… CB Hướng dẫn (ký, ghi rõ họ tên) I. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự độn II. Số liệu cho trước: 1. Thời hạn phục vụ: lh = 17500 (h) 2. Đặc tính tải trọng: Va đập vừa Cụm xe nâng: 3. Đường kính lăn bánh răng 3 d3 = 190 (mm) 4. Chiều cao xe nâng h = 312,5 (mm) 5. Chiều dài xe nâng L = 1250 (mm) 6. Vận tốc nâng Vn = 34 (mph) 7. Trọng lượng tối đa của xe nâng (1, 2, 3, 4, 9) Gn = 300 (kg) Cụm xe di chuyển: 8. Trọng lượng tối đa của hàng và xe di chuyển ngang (5,6,7,8,11,12,13) Gd = 160 (kg) 9. Đường kính bánh xe 8 d8 = 150 (mm) 10. Vận tốc xe di chuyển hàng Vx = 10 (mph) 11. Chiều dài xe di chuyển L1 = 700 (mm) 12. Chiều dài phần đặt hàng trên xe L2 = 600 (mm) III. Nội dung thực hiện: 1. Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật Tổng quan về hệ thống Nguyên lý hoạt động Xác định các thành phần cơ bản và thông sốyêu cầu kỹ thuật của hệ thống 2. Tính toán và thiết kế Tính toán động học Tính toán thiết kế các bộ truyền cơ khí Tính chọn động cơ 3. Thiết kế chi tiết và xây dựng bản vẽ lắp Xây dựng bản vẽ lắp 2D3D: hệ dẫn động xe nâng Xây dựng bản vẽ chế tạo 1 chi tiết LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, thay vì cách lưu trữ hàng hóa thủ công tốn nhiều diện tích và nhân công lao động, nhiều công ty trên thế giới trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phòng, nhà xưởng của minh,... Với công việc ứng dụng công nghệ cao trong việc cất giữ hàng hóa, giờ đây chúng ta có thể quản lý hàng hóa của mình một cách khoa học, có hệ thống và có tính linh hoạt cao, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm giá thành hoạt động. Cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử, công nghệ thông tin đã thúc đẩy các ngành khác cùng phát triển. Xu hướng phát triển trong lĩnh vực công nghiệp hiện nay trên thế giới là tự động hóa, linh hoạt trong sản xuất theo hướng ứng dụng các loại xe tự động vào các hoạt động sản xuất và lưu kho. Ở Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất đã được thực hiện nhưng còn rất hạn chế và mới mẻ. Những kỹ sư phải có một kiến thức thiết kế, chế tạo các loại xe tự hành trong công nghiệp. Từ những suy nghĩ này, em đã tìm hiểu và thực hiện đồ án:” Thiết kế hệ thống dẫn động của kho hàng tự động”. Là một sinh viên cơ khí năm 3 chuyên ngành cơ điện tử, do chưa được tiếp xúc và nghiên cứu về hướng ứng dụng này nên em đã gặp không ít những khó khăn khi tiếp cận với đề tài trên. Tuy nhiên được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy ThS. Hoàng Văn Bạo mà em đã một phần nào đó thực hiện được đề tài này. Do đây là đồ án đầu tiên mà em thực hiện nên không tránh khỏi nhũng sai sót do thiếu kinh nghiệm thực tế. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của được hoàn thiện hơn. Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Hoàng Văn Bạo đã hướng dẫn chỉ bảo và giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi giúp em thực hiện đồ án. Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Tùng MỤC LỤC CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ LỸ THUẬT 1 1.1 Tổng quan hệ thống… 1 1.2 Xác định các thành phần của hệ thống dẫn động 2 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRONG HỆ THỐNG CƠ KHÍ 3 2.1 Tính toán động học 3 2.2 Phân phối tỉ số truyền… 9 2.3 Tính các thông số trên các trục 9 2.4 Tính thiết kê 15 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN TRỤC… 31 3.1 Chọn khớp nối 31 3.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 34 3.3 Xác định các lực tác dụng lên trục I 36 3.4 Xác định các lực tác dụng lên trục II 37 3.5 Xác định các lực tác dụng lên trục III 39 3.6 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 41 3.7 Tính chọn then 44 3.8 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 47 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN 50 4.1 Chọn ổ lăn cho trục I 50 4.2 Chọn ổ lăn cho trục II 53 4.3 Chọn ổ lăn cho trục III 54 CHƯƠNG 5. LỰA CHỌN KẾT CẤU… 57 5.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận, các chi tiết… 57 5.2 Một số chi tiết khác 60 5.3 Bôi trơn cho hộp giảm tốc 64 5.4 Kết cấu bánh răng 65 5.5 Xác định và chọn các kiểu lắp… 66 CHƯƠNG 6. PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO… 72

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống cơ khí

NGUYỄN XUÂN TÙNG

Tung.nx187510@sis.hust.edu.vn

Chuyên ngành Cơ điện tử

Giảng viên hướng dẫn:

Bộ môn:

Viện:

Ths Hoàng Văn Bạo

Cơ sở thiết kế máy và Robot

Cơ Khí

HÀ NỘI 7/2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

Bộ môn Cơ điện tử

SME.EDU - Mẫu 6.a Học kỳ: 2

Năm học: 2020 - 2021

Thời gian thực hiện: 15 tuần; Mã đề: VCK04-…

Ngày giao nhiệm vụ:… /…/2021; Ngày hoàn thành: …/…/2021

Họ và tên sv: Nguyễn Xuân Tùng MSSV: 20187510 Mã lớp:121804 Chữ ký sv: …….

I Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế hệ dẫn động cho kho hàng tự độn

Nguyễn Xuân Tùng - 20187510

II Số liệu cho trước:

1. Thời hạn phục vụ: lh = 17500 (h)

2. Đặc tính tải trọng: Va đập vừa

Cụm xe nâng:

3. Đường kính lăn bánh răng 3 d3 = 190 (mm)

4. Chiều cao xe nâng h = 312,5 (mm)

5. Chiều dài xe nâng L = 1250 (mm)

11. Chiều dài xe di chuyển L1 = 700 (mm)

12. Chiều dài phần đặt hàng trên xe L2 = 600 (mm)

III Nội dung thực

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, thay vì cách lưu trữ hàng hóa thủ công tốn nhiều diện tích và nhân công lao động, nhiều công ty trên thế giới trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phòng, nhà xưởng của minh, Với công việc ứng dụng công nghệ cao trong việc cất giữ hàng hóa, giờ đây chúng ta có thể quản lý hàng hóa của mình một cách khoa học, có hệ thống và có tính linh hoạt cao, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm giá thành hoạt động.

Cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử, công nghệ thông tin đã thúc đẩy các ngành khác cùng phát triển Xu hướng phát triển trong lĩnh vực công nghiệp hiện nay trên thế giới là tự động hóa, linh hoạt trong sản xuất theo hướng ứng dụng các loại xe tự động vào các hoạt động sản xuất

và lưu kho Ở Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất đã được thực hiện nhưng còn rất hạn chế và mới mẻ Những kỹ sư phải có một kiến thức thiết kế, chế tạo các loại xe tự hành trong công nghiệp Từ những suy nghĩ này,

em đã tìm hiểu và thực hiện đồ án:” Thiết kế hệ thống dẫn động của kho hàng tự

động”.

Là một sinh viên cơ khí năm 3 chuyên ngành cơ điện tử, do chưa được tiếp xúc

và nghiên cứu về hướng ứng dụng này nên em đã gặp không ít những khó khăn khi tiếp cận với đề tài trên Tuy nhiên được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy ThS Hoàng Văn Bạo mà em đã một phần nào đó thực hiện được đề tài này.

Do đây là đồ án đầu tiên mà em thực hiện nên không tránh khỏi nhũng sai sót

do thiếu kinh nghiệm thực tế Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để

đồ án của được hoàn thiện hơn.

Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Hoàng Văn Bạo đã hướng dẫn chỉ bảo

và giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi giúp em thực hiện đồ án.

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Xuân Tùng

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ LỸ THUẬT 1

1.1 Tổng quan hệ thống… 1

1.2 Xác định các thành phần của hệ thống dẫn động 2

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRONG HỆ THỐNG CƠ KHÍ 3

2.1 Tính toán động học 3

2.2 Phân phối tỉ số truyền… 9

2.3 Tính các thông số trên các trục 9

2.4 Tính thiết kê 15

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN TRỤC… 31

3.1 Chọn khớp nối 31

3.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 34

3.3 Xác định các lực tác dụng lên trục I 36

3.4 Xác định các lực tác dụng lên trục II 37

3.5 Xác định các lực tác dụng lên trục III 39

3.6 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 41

3.7 Tính chọn then 44

3.8 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 47

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN 50

4.1 Chọn ổ lăn cho trục I 50

4.2 Chọn ổ lăn cho trục II 53

4.3 Chọn ổ lăn cho trục III 54

CHƯƠNG 5 LỰA CHỌN KẾT CẤU… 57

5.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận, các chi tiết… 57

5.2 Một số chi tiết khác 60

5.3 Bôi trơn cho hộp giảm tốc 64

5.4 Kết cấu bánh răng 65

5.5 Xác định và chọn các kiểu lắp… 66

CHƯƠNG 6 PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO… 72

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Chuyển động nâng 2

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống… 3

Hình 2.2 Sơ đồ động học 4

Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên bàn nâng 4

Hình 2.4 Sơ đồ động của hộp giảm tốc xe nâng 12

Hình 3.1 Sơ đồ đặt lực chung… 35

Hình 3.2 Sơ đồ đặt lực và biều đồ momen trục I… 37

Hình 3.3 Sơ đồ đặt lực và biều đồ momen trục II… 39

Hình 3.4 Sơ đồ đặt lực và biều đồ momen trục III… 41

Hình 5.1 Kích thước của nút thông hơi 61

Hình 5.2 Que thăm dầu dùng trong hộp giảm tốc… 61

Hình 5.3: Kích thước chốt định vị 62

Hình 5.4 Cấu tạo bulông vòng của hộp giảm tốc… 62

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Hiệu suất các bộ phận , bộ truyền trong cụm truyền động 6

Bảng 2.2 Tỉ số truyền sơ bộ của các bộ phận, bộ truyền trong cụm truyền chuyển động… 8

Bảng 2.3 Bảng thông số của động cơ điện đã chọn… 9

Bảng 2.4 Lập bảng thông số Động học 12

Bảng 2.5 Thông số cơ bản của bộ truyền giảm tốc thứ I… 21

Bảng 2.6 Thông số cơ bản của bộ truyền giảm tốc thứ II 29

Bảng 3.1 Kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của 3 trục 50

Bảng 5.1 Kết cầu vỏ hộp… 58

Bảng 5.2 Thông số kết cấu bánh răng… 64

Bảng 5.3 Dung sai lắp ghép trên trục I… 66

Bảng 5.4 Dung sai lắp ghép trên trục II… 67

Bảng 5.5 Dung sai lắp ghép trên trục III… 68

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ VÀ THÔNG SỐ LỸ THUẬT

xe được xếp vào kho chứa thông qua các con lăn gắn trên xe (3)

Các thông số quan trọng của hệ thống:

1 Thời hạn phục vụ l h = 17500 (h)

2 Đặc tính tải trọng: va đập vừa

Cụm xe nâng:

3 Đường kính lăn bánh răng d3 = 190 (mm)

4 Chiều cao xe nâng: h = 312,5 (mm)

5 Chiều dài xe nâng: L = 1250 (mm)

11 Chiều dài xe di chuyển L1 = 700 (mm)

12 Chiều dài phần đặt hàng trên xe L2 = 600 (mm)

1

- 2 thanh răng được gắn với 2 cột dẫn hướng cố định

- 2 bánh răng nằm trên trục ra của hộp số và liên kết với thanh răng

- 6 bánh xe có nhiệm vụ tỳ và dẫn hướng cho cơ cấu

- khung xe và các khớp nối

→ Hệ thống có nhiệm vụ nâng và hạ xe tới ray dẫn để đi vào kho

Nguyên lý hoạt động:

Hình 0.1 Chuyển động nâng

Khi có tín hiệu điều khiển, động cơđược cấp điện sẽ quay và kéo theo toàn bộgiá nâng di chuyển tịnh tiến dọc trục Z đến vịtrí yêu cầu nhờ bộ truyền thanh răng – bánhrăng biến chuyển động quay thành chuyểnđộng tịnh tiến Chiều chuyển động của giánâng phụ thuộc vào chiều của điện áp đặt vàođộng cơ Việc dừng và khống chế hành trìnhcủa giá nâng phụ thuộc vào các cảm biến vàcông tắc hành trình đặt dọc theo các ray dẫnhướng

2

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRONG HỆ THỐNG CƠ KHÍ 2.1 Tính toán động học

Chọn động cơ điện:

• Cần xác định:

- Công suất yêu cầu trên trục động cơ: Pyc (kW)

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsb (vg/ph) hoặc tốc độ đồng hồ củađộng cơ ndb (vg/ph)

- Tỉ số momen mở máy: Tmm /T ( nếu cần)

• Kết quả:

- Chọn được động cơ điện phù hợp

- Tra các thông số cơ bản của động cơ

Sơ đồ động học của hệ thống xe

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống

3

Hình 2.2 Sơ đồ động học

Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên bàn nâng

4

2.1.1 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ điện

Công suất yêu cầu trên trục động cơ điện: Pyc = ���/////////////// � (kW) (1.1)Trong đó: Pyc - là công suất yêu cầu trên trục động cơ điện

Plv - là công suất trên bộ phận máy công tác ( trục của bộ phận làmviệc )

�� - là hiệu suất chung của toàn cụm

• Xác định công suất trên trục máy công tác:

Cụm nâng của kho hàng có hai quá trình cần quan tâm là quá trình nâng và quá trình hạ

Các lực cản:

- Trọng lực của các bộ phận trong cụm, gọi là lực cản chính ( vì thường

là lớn hơn các lực cản khác, vd: lực cản do ma sát);

- Lực ma sát giữa con lăn và ray ( tùy từng trường hợp cơ cấu đi lên hay

đi xuống ) mà chiều sẽ thay đổi ( nguyên tắc là ngược chiều di chuyểncủa cụm)

Lực phát động:

- Khi nâng: cụm cơ cấu nâng ( bao gồm hàng và các cụm cơ cấu liênquan như giá xe đỡ, xe mang hàng,…) đi lên: Thông thường lực phátđộng khi nâng sẽ hướng lên Do đó lực phát động thường ngượcchiều lực cản do ma sát và trọng lực;

- Khi hạ: cụm cơ cấu nâng ( bao gồm hàng và các cụm cơ cấu liên quannhưu giá xe đỡ, xe mang hàng,…) đi xuống : Thông thường lực phátđộng khi hạ sẽ hướng xuống Do đó lực phát động thường ngượcchiều lực cản do ma sát nhưng lại cùng chiều trọng lực;

Gọi: Trọng lượng của hàng và xe di chuyển là Gd ; Trọng lượng của xenâng là Gn ; Lực ma sát khi nâng là Fms,n ; Lực ma sát khi hạ là Fms,h

- Quá trình nâng: Fc,n = Fms,n + Gn + Gd (1.2a)

- Quá trình hạ: Fc,h = - Fms,h + Gn + Gd (1.2b)Qua đó ta thấy: lực cản khi nâng sẽ lơn hơn lực cản khi hạ, do đó ta chỉ tính chọnđộng cơ đủ khả năng làm việc khi nâng thì cũng thỏa mãn khi hạ

Lực ma sát: Fms = f1 N

5

Với: f1 – là hệ số ma sát giữa con lăn và dẫn hướng

N – là áp lực giữa con lăn và dẫn hướng

Do vậy: N = [Gn L/2 + Gd L] / h

Suy ra: Fms = f1 [Gn L/2 + Gd L] / h với hệ số ma sát f1 = 0,05 (thép – thép).

Công suất có ích trên trục bộ phận công tác: Plv,n = � �,� ��

Trong đó: ��� – là hiệu suất thanh răng – bánh răng

���� – là hiệu suất ổ trục con lăn xe nâng

Vn – là vận tốc nâng ( đầu bài cho hoặc xác định từ yêu cầu thiết kế)

• Xác định hiệu suất chung của cụm truyền động:

Trong đó: �� – là hiệu suất của chi tiết hoặc bộ truyền thứ i

K - là số chi tiết hay bộ truyền thứ i đóVới sơ đồ bố trí hệ dẫn động như đề bài, ta có:

�� = � �� = �2 �3 �2 (1.4b)

� � � � ��

Bảng 2.1 Hiệu suất các bộ phận , bộ truyền trong cụm truyền động

Tên gọi Kí hiệu Số lượng Giá trị chọn Ghi chú

Hiệu Suất 1 cặp ổ lăn �� � 3 0,995

Hiệu suất 1 cặp bánh răng ��� 2 0,97

• Tính công suất yêu cầu trên trục động cơ:

�� = 12 0,9953 0,972 = 0,927 (theo 1.4b)

1250 0,05

Fc,n = 62 + 300 +160 = 522 ( theo 1.2a)

6

Plv =60.1000.0,99.0522.34.10

,93 = 3,2 (kW) , với chọn ��� = 0,93 , ���� = 0,99 ,gia tốc trọng trường g=10(m/�2) ( theo 1.3b)

nlv – là tốc độ quay của trục máy công tác

usb – là tỉ số truyền sơ bộ của cụm

• Xác định tốc độ quay trên trục bộ phận công tác:

Công thức chung: nlv = ��

� 3Trong đó: �� – là vận tốc nâng (m/ph)

• Xác định tỷ số truyền chung của cụm

Công thức chung: ��� = � �,, (1.7a)

Trong đó : � ,,– là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền thứ i;

Với sơ đồ cụm đã cho, ta có:

��� = � � ,, = ��1 �1,�� ,, �2,��,, ��2 (1.7b)

Với �1,��, ,, �2,�� ,, lần lượt là tỉ số truyền sơ bộ của bánh răng cấp nhanh ( cấp 1) và bộ truyền bánh răng cấp chậm ( cấp 2) trong cụm; ��1 , ��1 lần lượt làtỉ

7

số truyền từ của khớp nối từ trục động cơ sang trục vào của HGT và của khớp nối

từ trục ra của HGT sang trục bộ phận công tác

Bảng 2.2 Tỉ số truyền sơ bộ của các bộ phận, bộ truyền trong cụm truyền chuyểnđộng

Tên gọi Kí hiệu Số lượng Giá trị chọn Ghi chú

Tỉ số truyền khớp nối từ

trục động cơ sang trục vào

của HGT

Tỉ số truyền sơ bộ của bộ

truyền bánh răng cấp nhanh

Bảng 2.3 Bảng thông số của động cơ điện đã chọn

2.2 Phân phối tỉ số truyền

• Tỉ số truyền chung của cụm:

�� = �đ ///////////////�� = 17,11 (1.8)

Trong đó: nđc - là tốc độ quay của động cơ đã chọn được (trong bảng trên ) nlv

– là tốc độ quay trên trục công tác đã xác định ở trên ( ct 1.6b)

• Phân phối tỉ số truyền chung cho các bộ truyền trong hộp:

Công thức chung: �� = � �� (1.9a)

Với ui là tỉ số truyền bộ thứ i trong cụm

- Tỉ số truyền từ trục I sang trục II của HGT: uI�II = ubr1 = 4,63

- Tỉ số truyền từ trục II sang trục III của HGT: uII�III = ubr2 = 3,70

9

��

2

- Tỉ số truyền từ trục III ( trục ra của hộp giảm tốc) sang trục bộ phận công tác ( trục của bộ phận làm việc): uIII�lv = uk = 1

- Tốc đôh quay trên trục động cơ: nđc = 975

- Tốc độ quay trên trục I ( trục vào của HGT): nI =

� đ�đ

- Tốc độ quay trên trục bộ phận công tác: nlv,t =

- Công suất trên trục bộ phận công tác: Plv = 3,2 (kW)

- Công suất trên trục III ( trục ra của HGT ):

PIII =

��� = � �� =3,2 = 3,2 (kW)

�→ ��2 1

- Công suất trên trục II ( trục ra của HGT ):

10

2.3.4 Tính momen xoắn trên các trục

Sau khi đã có công suất và tốc độ quay, ta tính momen xoắn trên các trục theo côngthức: Ti = 9,55 106

T’lv,t = ,,,,,,,,,,,,,,, = 537933,46 = 268966,73 (Nmm)

11

33890,26 33694,36 147634,57 537933,46

268966,73

537933,46268966,73

Hộp giảm tốc được chia ra làm hai cấp truyền nhanh và chậm (có thể có thêmmột bước trung gian ở giữa), bắt đầu từ trục chủ động cấp nhanh là trục I đến trục

bị động cấp nhanh là trục II, tiếp đó trục III là cấp truyền chậm

Hình 0.4 Sơ đồ động của hộp giảm tốc xe nâng

Chọn bộ truyền là bánh răng trụ răng thẳng:

12

- Chọn vật liệu bánh răng nhỏ là thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB=200, giới hạn bền

và giới hạn chảy lần lượt là σb1 = 750, σch1 = 450 (Mpa)

- Vật liệu bánh răng lớn là thép 45 thường hóa với độ rắn HB=190,

- hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

- hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

- hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

- hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn

- hệ số xét đến ảnh hưởng của đặt tải, lấy bằng 0,7 do đặt tải 2 chiều

(Trong quá trình tính toán sơ bộ, lấy các hệ số trên bằng 1)

với m , m là bậc của đường cong mỏi khi thử về

HL

H E

là số chu kỳ thay đổi ứng suất tiếp và ứng suất uốn

= 1 KFC = 0,7 do đặt tải hai phía

Thay số vào công thức 1.13 và 1.14

[�� ] = 470 1= 427,27 (Mpa)

1,1[��2

] =

4501,

1.1 = 409,10 (MPa)

] = 360 0,7

= 144 (Mpa)1,75] = 342 0,7

= 136,8 (Mpa)

1,75

Do là truyền động bánh răng trụ răng thẳng nên

= 409,1(MPa) [σ H ] = min([σH 1 ],[σH 2 ])ứng suất tải cho phép: [�� ]max = 2,8 ��ℎ = 2,8 340 = 952 (MPa)

ứng suất uốn cho phép: [��1]max = 0,8 ��ℎ1 = 0,8 450 = 360 (MPa)

[��2]max = 0,8 ��ℎ2 = 0,8 340 = 272 (MPa)

14

2.4 Tính thiết kê

2.4.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền giảm tốc thứ I

hiệuchung

Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

- K a , K d - hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng, ứng với vật liệu đã chọn

ở trên tra bảng 6.5 chọn giá trị là K a = 49,5; K d = 77 (MPa1/3)

- T I - momen xoắn trên trục bánh chủ động (N.mm)

15

-ψ = b w , với b là chiều rộng vành răng, tra bảng 6.6, chọn �

= 0,3;

ba w w

��� = 0,53

��� (((((((((((((( ( 12 + 1) = 0,90

- K H β , K F β -

hệ số kể đến sự phân

bố không đồng đều tải trọng trên chiều rộngvàn

h răng, tra bản

g 6.7,

do

ψbd

1,05

và 1,1

có giá trị giữa 0,8 và 1nên chọn được

K H β

, K F

β là

Thaysốvàobiểuthức, tìm được�

= 49(4,6+1)3

3 3 6 9 4 , 3 6 1 , 0 5

=148,79

�

(mm),lấy

�

�

a

2 +

= 2

1502,5 (4,63+1 )

= 21,31 lấy Z1 = 21

Bánh Lớn: Z2 = u12 Z1 = 21 4,63 = 97,23 lấy Z2 = 97

- Tỉ số truyền thực tế: U12 = Z2 = 97 = 4,62

Z1 21Sai số tỉ số truyền ∆u12 = 4,63−4,62 = 0,22%

Vận tốc vòng bánh răng: v = dw1.��

60.1000 = �.53,38.975

60.1000

= 2,72 (m/s)

Tra bảng 6.13[1] với bánh răng trụ răng thẳng v = 2,72 (m/s) chọn được cấp chính

xác của bánh răng là 8, do đó theo bảng 6.16, g0 = 56

Thay các giá trị vừa tính được vào 6.33:

�� = 274.1,76.0,87√2.33694,36.1,32(4,62 + 1)/(45.4,62 53,292)

= 386,06 (MPa)

Theo 6.1[1] với v = 2,72m/s, Zv = 1, với cấp chính xác động học là 8, chọn chínhxác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra= 2,5… 1,25�� , dođó

Theo bảng 6.18 ta được YF1 = 3,57, YF2 = 3,47

19

Thay các giá trị vừa tính vào ct 6.43[1] ta có:

2.4.2.5 Kiểm nghiệm về độ bền quá tải

Theo 6.48, với: Kqt = Tmax/T = 2,2

�1� 1� � � = �� √���= 386,06 2,2 =849,332 < [[[[[[[[[[[[[[[� ]��� = 952 MPa;

Theo ct6.49:

� 1= ��1 Kqt = 27,15 2,2 = 59,73 (MPa) < [��1]max = 360 (MPa)

� 2= ��2 Kqt = 29,34 2,2 = 64,55 (MPa) < [��2]max = 272 (MPa) Vậy

kiểm nghiệm về độ bền quá tải đạt yêu cầu

Trong đó: F t là lực vòng,

F r

là lực hướng tâm, F a là lực dọc trục (bằng 0 do sửdụng bánh răng trụ răng thẳng, góc nghiêng β= 0), T là momen xoắn trên trục bánhrăng, có giá trị trong bảng 1.4,

vòng lăn dw

dw1 (mm) 53,38

dw2 (mm) 246,62Đường kính

vòng đỉnh d

a

da1 (mm) 57,5

da2 (mm) 247,5Đường kính

Fa2 0

2.4.3 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền giảm tốc thứ 2

hiệu chung

Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

- K a , K d - hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng, ứng với vật liệu đã chọn

ở trên tra bảng 6.5 chọn giá trị là K a = 49,5; K d = 77 (MPa1/3 )

- ψ = b w , với b là chiều rộng vành răng, tra bảng 6.6, chọn � = 0,3;

= 32,62 lấy Z1 = 32

Bánh Lớn: Z4 = u34 Z3 = 32 3,70 = 118,4 lấy Z4 = 120

- Tỉ số truyền thực tế: u34 = Z4 = 120 = 3,75

Z3 32Sai số tỉ số truyền ∆u34 = 3,75−3,70