Đồ án cơ sở thiết kế máy Động cơ khớp nối bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng – xích xích tải

Đồ án cơ sở thiết kế máy Động cơ khớp nối bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng – xích xích tải Trường đại học thủy lợi khóa k60 7Lực trên xích tải (N)1380Vận tốc xích tải (ms)4.25Số răng đĩa xích tải10Bước xích tải155Góc nghiêng đường nối tâm BT ngoài (độ)180Thời gian phục vụ (năm)41 năm làm việc (ngày)250Số ca làm việc (ca)3Thời gian 01 ca làm việc7 (h)

ĐẠI HỌC THỦY LƠI KHOA: CƠ KHÍ

BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN-CƠ SỞ THIẾT

KẾ MÁY

GVHD:Ts.Đoàn Yên Thế

SV: Vũ Ngọc Linh MSV: 1851202369 STT: 19

Lớp: 60CĐT 2.1

Đề 3.5 : Động cơ - khớp nối - bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

– xích - xích tải

Hệ thống xích tải gồm:

1 Động cơ điện 3 pha KĐB rotor lồng sóc

2 Nối trục đàn hồi

3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng

4 Bộ truyền xích ống con lăn

5 Xich tải

Số liệu thiết kế :

7Lực trên xích tải (N) 1380Vận tốc xích tải (m/s) 4.25

Số răng đĩa xích tải 10Bước xích tải 155Góc nghiêng đường nốitâm BT ngoài @ (độ)

180

Thời gian phục vụ 4

1 năm làm việc (ngày) 250

Số ca làm việc (ca) 3Thời gian 01 ca làmviệc

7 (h)

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ, LẬP BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT

1.1. Chọn động cơ

1.1.1. Xác định công suất động cơ

- Công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục máycông tác:

- Xác định hiệu suất bộ truyền:

+ Hiệu suất truyền động:

x.br.kn (2.9 [1] )

với ol – hiệu suất một cặp ổ lăn, br

x – hiệu suất bộ truyền xích (để hở), br – hiệu suất bộ truyền bánh răng, kn

– hiệu suất khớp nối trục đàn hồi (tra bảng 2.3 [1])

- Công suất cần thiết trên trục động cơ:

nsb

theo bảng 2.4[1] với ux – tỷ số truyền của bộ truyền xích

ubr – tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng và usb = theo 2.15[1]

- Tính lại tỉ số truyền bộ truyền xích: ubtx = = = 2,95

1.2.3 Xác định công suất, mômen xoắn và số vòng quay các trục

-Ta có bảng thông số kỹ thuật

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

2.1 Bộ truyền ngoài: Bộ truyền xích

2.1.1 Thông số đầu vào bộ truyền ngoài: P2 = 6,43 (kW)

thấy rằng loại xích thích hợp ở đây là xích ống con lăn Ưu điểm của xích

ống con lăn là tuổi cao hơn xích ống ,chế tạo đễ hơn xích răng do đó xíchcon lăn được dùng khá rộng rãi

2.1.2 Xác định số răng đĩa xích:

Tiêu chuẩn để chọn số răng đĩa xích là: khi số răng đĩa xích càng ít,đĩa bịđộng quay càng không đều, động năng va đập lớn làm cho xích càngchóng mòn, khi làm việc gây ra tiếng ồn Mặt khác, nếu số răng đĩa xíchlớn sau 1 thời gian làm việc do mòn, bước xích của xích tăng lên làm choxích hay bị tuột khỏi đĩa.Căn cứ vào các chỉ tiêu trên:

- Số răng đĩa xích nhỏ: z1 = 29 – 2u = 29 – 2.(2,95) = 23,1

Theo bảng 5.4[1] chọn: z1 = 23 > zmin = 19 (thỏa mãn điều kiện)

- Số răng đĩa xích lớn: z2 = u.z1 = 2,95.23 = 67,85

kbt = 1,3 (chất lượng bôi trơn đạt yêu cầu, môi trường làm việc có bụi) –

hệ số kể đến ảnh hưởng của việc bôi trơn

kđ = 1,4 (tải trọng va đập) – hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tảitrọng

kc = 1,45 (làm việc 2 ca) – hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền.(Giá trị của k0, ka, kđc, kbt, kđ và kc tra bảng 5.6 và 5.7 [1])

Ta được k = 1.1.1,45.1,3.1,4.1,25 =3,29

Tra bảng 5.5 [1], với n01 = 400 (vòng/phút), ta có [P] = 32 (kW) Pt=6,43.3,29.1,08.1,4=31,98 MPa

p c = 31,75(mm)

- Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng bằng:

a = 0,003a = 0,003.= 3,8 (mm)

Khoảng cách trục a = 1266,35– 3,8=1262,55(mm)

-Kiểm nghiệm số lần va đập của xích (5.14[1]): i = = = 5,9

Tra bảng 5.9 [1], ta có i = 5,9 < [i] = 25 (thỏa mãn điều kiện)

2.1.4 Kiểm nghiệm xích về độ bền:

Để đảm bảo xích có thể bền được trong điều kiện quá tải khi mở máyhoặc chịu tải trọng va đập trong quá trình làm việc, xích được kiểmnghiệm về hệ số an toàn theo công thức 5.15[1]:

- Lực căng do lực ly tâm gây ra: Fv = q.v2 = 3,8.(5,9)2 =132,27(N)

- Lực căng ban đầu của xích : F0 = 9,81.kf.q.a = 9,81.4.3,8.1,2625 =188,25 (N)

(theo 5.16[1])(Với kf = 4 do bộ truyền xích nằm ngang – hệ số phụ thuộc độ võng;

- Hệ số tải trọng động: kđ = 1,2(chế độ làm việc trung bình)

+ Đĩa xích nhỏ: da1 = pc.(0,5cot) = 31,75.(0,5cot) = 246,87 (mm)

+ Đĩa xích lớn: da2 = pc.(0,5 cot) =31,75.(0,5 cot) =692,5 (mm)

- A = 262 (mm2) – diện tích chiếu của bản lề (tra bảng 5.12 [1])

- Kd = 1 (xích 1 dãy) – Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy

- Kr = 0,444 – Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích (sử dụngphương pháp nội suy với z1 = 23)

- E = 2,1.105 (MPa) – Môđun đàn hồi với vật liệu dùng thép

Loại xích Xích ống con lăn

Bánh nhỏ: chọn vật liệu là thép C45 tiến hành tôi cải thiện sau khi giacông có các thông số ký thuật (độ cứng, giới hạn bền và giới hạn bền chảy)lần lượt như

=245,=850 Mpa, =580 Mpa

Bánh lớn: chọn vật liệu là thép C45 tiến hành tôi cải thiện sau khi giacông có các thông số ký thuật (độ cứng, giới hạn bền và giới hạn bền chảy)lần lượt như sau:

: là hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ

: là hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

: là hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ = (6.3)[1]

mF: bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp uốn (mF = 6)-Theo công thức (6.5)[1]: = 30: ->

-Do bánh răng nghiêng nên ta có : = = =495,4 (Mpa)

- Ta thấy: =495,4 (Mpa) =602,25(Mpa) ->thỏa mãn điều kiện

- Xác định ứng suất uốn cho phép : = (6.2)[1]

-Chọn sơ bộ: = 1

=1,75 (bảng 6.2)[1]

2.2.3 Xác định thông số cơ bản bộ truyền

- Xác định sơ bộ khoảng cách trục, theo 6.15a[1] : =

-Bánh răng nghiêng chọn trước β = (8…20°) ⇒ chọn β = 10°

- Theo 6.42[1] ta có: = = 0,002.82.3,88 = 3,73(m/s)

2.2.6 Kiểm nghiệm về quá tải:

-Theo 6.48[1] với = = 2,2 (tra bảng phụ lục P.1.3)

1 Xác định lực tác dụng lên các trục.

T=43975,95 Nmm , dw=51,5mm

D=40mmZ=6

z y x

3 1

0, 2

sb

T d

3 2

0, 2

sb

T d

• Xác định chiều dài may ơ:

- May ơ đĩa xích, bánh răng trụ:

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết

quay đến thành trong của hộp hoặc

khoảng giữa các chi tiết quay

k

=15Chiều cao nắp ổ và đầu bulong h n

= 20

x

=853,5N

==853,5N-

- Trục II:

4 Tính toán tiết diện tại các mặt cắt.

- Theo bảng chọn [] = 67

- Tiết diện tại khớp nối:

- Tiết diện tại bánh răng:

- Tiết diện tại ổ lăn:

- Tiết diện tại xich:

- Trục II:

+ tiết diện đĩa xích: d23 = 26(mm) + tiết diện ổ lăn: d20 = d22 = 30(mm) + tiết diện bánh răng: d21 = 34(mm)

5 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

- Chọn then theo TCVN 2261-77 (bảng 9.1a -T173(1))

Trục Mặt căt then Chiều sâu rãnh

bxh t1 W Wo σa τa

I 1-0 18 6x6 3,5 537,5 1110,06 0 8,36

1-1 20 6x6 3,5 744,56 1529,9 21,03 14,5

5 1-2 24 8x7 4 1298,8

- Theo bảng [I] với σb =600MPaPhương pháp gia công: tiện

độ nhám bề mặt Ra 2,5…0,63 phương pháp tôi cải thiện

K

K K

- Trục II: εσ = 0,88; ετ = 0,81

y

x d

K

K K

K

K K

S S S

0 22, 8

15,0 5

5 7 2 2-2 2560,5

8

5211,3 27,2

6

0 17, 14

12,6 5

1.2 Kiểm nghiệm khả năng tải động

Q = (X.V.

Trong đó: V=1

-Lực hướng tâm lên các ổ:



 chịu tải trọng lớn hơn

Ổ đảm bảo khả năng tải động

-Lực hướng tâm lên các ổ:

 chịu tải trọng lớn hơn

gang xám có kí hiệu là GX15-32.

- Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.

2 Kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc

Chiều dày: + thân hộp (δ )

+ nắp hộp ( )δ1

+ δ =0,03a+ =3 6,3(mm)chọn δ = 7mm

+δ1=0,9.7 6 mm= ( )

chọn δ1 =6mmGân tang cứng: + chiều dày (e)

+ chiều cao (h) + độ dốc

e=(0,81)δ chọn e=7mm h<58

khoảng 2 Đường kính: + bulông nền (d1)

+ bulông cạnh ổ (d2)

+ bulông ghép bích lắp và thân (d3) + vít ghép lắp ổ (d4) + vít nắp cửa thăm(d5)

+ đường kính ngoài và tâm

+E2=1,6d2=16 +R2=1,2d2=13 + C=34mm

+k>=1,2d2=12

+ h=8mm

+ giữa bánh răng với thàng

trong hộp()

+ giữa đỉnh răng lớn với đáy

hộp

(∆1)

+ giữa các mặt bên của bánh

răng với nhau( ∆2

=260mm + B=lm2+2k1+2δ=69mm + Z=4

6 Nút tháo dầu.

- Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp

bị bẩn(do bụi bặm và do mạt mài), hoặc do bị biến chất,

do đó cần thay mới Để thay dầu cũ, ở đáy hộp hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu Theo bảng [II] có kích thước của cửa thăm như sau:

7 Que thăm dầu.

- Để khiểm tra dầu trong hộp là dung que thăm như hình vẽ