ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN ĐỘNG học hệ dẫn ĐỘNG cơ KHÍ

Chọn kiểu loại đông cơVới hệ dẫn đông cơ khí hệ dẫn động bang tải, xích tải, vít tải… dùng với các hộp giảm tốc nên sử dụng loại đông cơ điện xoay chiều 3 pha roto lồng sóc.. Chọn công s

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ - -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Mục lục CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Tính chọn động cơ điện6

1.1.1 Chọn kiểu loại đông cơ 61.1.2 Chọn công suất động cơ 61.1.3 Chọn tốc độ đồng bộ của đông cơ 71.1.4 Chọn đông cơ thực tế 8

1.2 Phân phối tỷ số truyền 8

1.2.1.Tỉ số truyền bên trong hộp giảm tốc 81.2.2.Tính tỉ số truyền bên ngoài hộp giảm tốc8

1.3 Tính toán thông số trên các trục 8

1.3.1 Tính công suất trên các trục 91.3.2 Tính số vòng quay trên các trục 91.3.3 Tính mômen xoắn trên các trục 91.3.4 Lập bảng kết quả 10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG11 2.1.Tính toán bộ truyền xích 11

2.1.1 Các thông số ban đầu: 11

2.1.3 Chọn số răng đĩa xích 112.1.4 Xác định bước xích 11

2 1.5 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 122.1.6 Tính kiểm nghiệm về độ bền xích 13

2.1.7 Xác định thông số của đĩa xích 142.1.8 Xác định lực tác dụng lên trục 152.1.9 Các thông số của bộ truyền xích :15

2.2.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 16 2.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 23 2.4 Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hôp giảm tốc 29 2.5 Xác định ứng suất cho phép [ H ], [ F ] 31

3.1.1 Tính trục theo độ bền mỏi 353.1.1.1 Tính sơ bộ 35

3.1.1.2 Tính gần đúng3.1.1.3 Tính chính xác3.1.2 Tính toán theo độ bền tĩnh 38

3.2 Tính chọn ổ lăn 54 3.3 Tính chọn khớp nối

3.3.1 Mô men xoắn cần truyền 593.3.2 Chọn vật liệu:60

3.3.3 Kiểm nghiệm sức bền đập của vòng caosu: 60

3.3.4 Kiểm nghiệm sức bề uốn của chốt:

4.3.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc4.3.2 Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc

4.4 Xác định chế độ lắp trong hộp

LỜI NÓI ĐẦU

_Đồ án môn học chi tiết máy là một môn học rất cần thiết cho sinh viên nghành

cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ cơ khí, chế tạomáy Mục đích là giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức đã học, nghiêncứu và làm quen với công việc thiết kế chế tạo trong thực tế sản xuất cơ khí hiệnnay

Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho

chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu : “ thiết kế hệ thống dẫn động băng tải” Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức

tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng, song bài làm của em không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô, giúp em có được những kiến thức thật cần thiết để sau này ra trường có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản xuất Em xin chân thành cảm ơn !

Th.s Trần Văn Hiếu

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

1.Động cơ điện2.Bộ truyền xích3.Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục4.Nối trục đàn hồi

5.Xích tải

Số liệu thiết kế:

Lực vòng trên xích tải: P = 4500NVận tốc xích tải: v = 1,8 m/sThời gian phục vụ: L = 6 nămQuay một chiều, làm việc hai ca, tải vađập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, 1calàm việc 8 giờ)

Băng tải : D= 340mmChế độ tải: T1 = T; T2 = 0,85T;

T3 = 0,65T

t1= 20s ; t2 = 40s ; t3 = 30s

CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Tính chọn động cơ điện

1.1.1 Chọn kiểu loại đông cơVới hệ dẫn đông cơ khí (hệ dẫn động bang tải, xích tải, vít tải… dùng với các hộp giảm tốc) nên sử dụng loại đông cơ điện xoay chiều 3 pha roto lồng sóc

1.1.2 Chọn công suất động cơCông suất trên trục động cơ điện là Pctvà được tính theo công thức :

Pct =trong đó : Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác (kw)

là hiệu suất truyền của cả toàn bộ hệ thốngCông suất làm việc khi tải trọng thay đổi theo bậc ta có :

Trong đó : P1 là công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài

trên trục máy công tác

P1 = = = 8,1 (kw)Theo chế độ tải có P=T mà vận tốc góc không đổi P tỉ lệ với T (momen quay)Thay số ta có:

 =Dựa vào bảng 2.3 trang 19.Trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ ta chọn :

+ Hiệu suất của bộ truyền xích (che kín):

+ Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín) :

+ Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn: η ol =0,99

+Hiệu suất của khớp nối trục

Vậy ta tính đươc hiệu suất của toàn bộ hệ thống η theo công thức :

=> Pct = = 7.78 (kw)1.1.3 Chọn tốc độ đồng bộ của đông cơc0+Tra bảng 2.4 ( trang 21) để chọn tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ,từ đó tính số vòng quay đồng bộ dựa vào số vòng quay của máy côngtác:

Truyền động xích thì ux =2 5

tỉ số truyền toàn bộ của hệ thống được tính theo công thức:

Với truyền động xích :ut= ux UHGT=3 10 = 30trong đó :

+ uX là tỉ số truyền của truyền động xích và ta chọn ux= 3

+ uHGT là tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp và ta chọn uHGT= 10 +Gọi

nlv là số vòng quay của trục máy công tác (trục tang quay hoặc đĩa xích

tải) và được tính theo công thức:

trong đó: v- vận tốc băng tải hoặc xích tải, m/s;

D-đường kính tang quay, mm;

+Chọn số truyền chung sơ bộ :Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ( nsb) là:

nsb= nlv.ut

nsb = 101,11 30 =3033,3 (vòng/phút)Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ =3000 vòng/phút1.1.4 Chọn đông cơ thực tế

Với điều kiện chọn động cơ là : Dựa vào bảng P1.3.các thông số kỹ thuật của động cơ 4A với = 7,78(kw) và

=3000 (vòng/phút) ta dùng động cơ 4A112M2Y3 có =7,5 kW ,

=2922 (vg/ph) và

1.2 Phân phối tỷ số truyền

1.2.1.Tỉ số truyền bên trong hộp giảm tốc

- Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền động được tính theo công thức (Theo

3.23 trang 48) Tài Liệu1 ta có :

ut = = = 28,89-Tính tỉ số truyền cấp nhanh (u1)và tỉ số truyền cấp chậm (u2) :+ Tỉ số truyền của hộp giảm tốc(uh) tính theo công thức :

UHGT= = = 9.63-Với hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ:

=u1 u2 (1)-Đối với hộp giảm tốc đồng trục ta có:

u1= u2= = = 3,103 (2) ( theo công thức 3.14 trang 42 sách hướng dẫntính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí)

1.2.2.Tính tỉ số truyền bên ngoài hộp giảm tốc

Tính lại Uxtheo u1, u2:

Ux=

1.3 Tính toán thông số trên các trục

1.3.1 Tính công suất trên các trục

Plv = Ptd = 6,699 kW

kw

1.3.2 Tính số vòng quay trên các trục

(vòng/phút) (vòng/phút)

(vòng/phút)

(vòng/phút)1.3.3 Tính mômen xoắn trên các trục

- 10

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

tốc nhỏ, nên ta chọn xích ống con lăn.Xích ống con lăn có ưu điểm là: độ bền mòn của xích ống con lăn cao hơn xích ống, chế tạo nó không phức tạp; do đó,

nó được dùng rất rộng rãi trong kĩ thuật

2.1.3 Chọn số răng đĩa xích

Ta có công thức z1= 29 - 2u ( trang 80 tài liệu 'tính toàn hệ dẫn động cơkhí'), ta có: z1= 29 - 2u = 29 - 2.3 = 23 ≥ 19 => z1 = 23 z2 = u z1 = 3.23 = 69

≤ zmax = 120 => z2 = 692.1.4 Xác định bước xích

Để đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích ta có:

Pt= P.k.kn. kz [P].(công thức 5.3 theo tài liệu 'tính toán thiết kế hệ dẫn động

cơ khí')

Với + P : Là công suất cần truyền qua bộ truyền xích.P= P3=6,43 KW

+ Pt: là công suất toán (kw)

+[P]: là công suất cho phép(kw)

+kn:Làhệ số vòng quay Chọn số vòng quay của đĩa cơ sở của đĩa nhỏ là:

n01=400 (vòng/phút) kn=n01/n1=400/ 303,4= 1,318

+kz:Làhệ số răng : kz =

+k = kđ.k0.ka.kđc.kbt.kc; trong đó:

k đ: hệ số tải trọng động Đề bài cho tải trọng va đập êm, nên ta chọn kđ = 1

k 0 : hệ số ảnh hưởng của kích thước bộ truyền.Do đường nối tâm cácđĩa xích trùng với phương ngang Nên k0 = 1

k a: hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích ;chọn a = (30 50).p; suy ra ka = 1.Chọn a = 40

k đc: hệ số kể đến việc điều chỉnh lực căng xích Do điều chỉnh bằng mộttrong cácđĩa xích Nên kđc = 1

k bt:hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn Vì môi trường làm việc có bụi, bôi

trơn đạt yêu cầu nên chọn k bt=1,3

k c : hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền ; kc = 1,25 (làm việc 2 ca)

k = 1 1 1 1 1,3 1,25 = 1,625Như vậy ta có : Pt = P.k.kn..kz= 6,43.1,625.1,318.1,08=14,87 kW

Tra bảng 5.5 (tài liệu'tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí'), với Pt=14,87 (kw)

≤[P] và n01=400(vòng/phút).chọn bộ truyền xích một dãy có:

bước xích : p = 25,4 mm ;đường kính chốt : dc=7,95mm ;chiều dài ống : B=22,61 mm ;công suất cho phép : [P]=19 kW

Thỏa mãn điều kiện mòn: Pt [P]=19 kWĐồng thời nhỏ hơn bước xích cho phép : p pmax

2 1.5 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích Khoảng cách trục sơ bộ:

Số lần va đập của bản lề xích trong một giây, tính theo công thức (5.14):

i = imax=30(bảng 5.9 theo tài liệu' tính toán thiết kế hệdẫn động cơ khí')

2.1.6 Tính kiểm nghiệm về độ bền xích

Kiểm nghiệm quá tải theo hệ số an toàn (chịu tải trọng lớn khi mở máy

và chịu va đập khi vận hành)Theo công thức (5.15) : S = [S]

Trong đóTheo bảng ( 5.2) theo tài liệu' tính toán thiết kế hệ dẫn đọng cơ khí' tập 1 , ta có:

Fv :lực căng do lực li tâm gây ra: Fv = q1.v2= 2,6 2,952 = 22,6N

F0 :lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra :

F0 = 9,81.kf.q1.a = 9,81.6.1,072.2,6 = 164 N(hệ số võng : kf = 6 do bộ truyền nằm ngang (trang 85 tài liệu' tính toán thiết

df1 = d1- 2r = 186,5 – 2.8,03 = 170,4 (mm)

df2 = d2- 2r =558 - 2.8,03 = 542 (mm)-Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc:

Mô dun đàn hồi: E = 2E1E2/(E1+E2) = 2,1.105(Mpa ) do E1=E2=2,1.105 , cả 2 đĩaxích đều làm bằng thép.

=516,4(MPa)

sH1<[sH] : nghĩa là đĩa xích 1 đảm bảo độ bền tiếp xúc :

Đĩa xích 2 cũng đảm bảo độ bền tiếp xúc2.1.8 Xác định lực tác dụng lên trụcTheo công thức (5.20):

vật liệu đĩa xích - Thép C45 (tôi cải thiện)

đường kính vòng chia đĩa xích lớn d 2 558 mm

Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285 có

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 250Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240 có

Do tốc độ quay và cường độ làm việc nhỏ hơn bánh nhỏ nên chọn độ rắn bánhlớn thấp hơn 10-15 Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB2 = 235

2.2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Theo bảng 6-2/94[TL1], với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn 180 350 ta có:

Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 250Chọn độ rắn bánh răng lớn là HB2 = 235

;

mH,mF:bậc của đường cong mỏi khi thu về tiếp xúc và uốn

Do chọn độ rắn mặt răng HB<350 nên mH=6;mF=6

Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên NHE, NHF được tính theo công thức 6-7/93[TL1]; 6-8/93[TL1]:

Với Ti : là mômen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét

ni : là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét

ti : tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

c : số lần ăn khớp trong 1 vòng quayTính bánh răng bị động:

NHE2> NHo2 do đó lấy hệ số tuổi thọ KHL2 = 1;

Lấy NHE2 = NHo2

NFE2> NFo2 do đó lấy hệ số tuổi thọ KFL2 = 1, tương tự:

KFL1 =1Tính bánh răng chủ động:

NHE1> NHE2 > NHo1

NFE1> NFE2 > NFo1Nên lấy hệ số tuổi thọ KHL1 = 1; KFL1 = 1Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép được tính theo công thức:

6-1/91[TL1] và 6-2/91[TL1]

Trong đó:

ZR :Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

ZV :Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng( Độ rắn mặt răng HB < 350, ZV=0,85.v0,1)

KxH :Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.

YR :Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Ys :Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối với tập trung ứng suất

KxF :Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đối với độ bền uốn

KFC :Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải Bộ truyền quay 1 chiều => KFC = 1

KHL; KFL :Hệ số tuổi thọ

SH;SF : Hệ số an toàn khi tính tiếp xúc bền uốn

:Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sởFlim :Ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sởKhi thiết kế sơ bộ ta lấy ZR.ZV.KxH = 1 và YR.Ys.KxF = 1Vậy ta có :

Thay số:

Theo công thức 6-15a/96[TL1]

Trong đó

aw : khoảng cách trục

K : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng:

Tra bảng 6-5/96[TL1] ta được

T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T1=22780

: Ứng suất tiếp xúc cho phép

1,02-2,04Theo tiêu chuẩn bảng 6-8/99[TL1] chọn m = 1,6

Tỉ số truyền thực tế sẽ là:

Tính toán dịch chỉnh:

Theo 6-21/99[TL1]

mmVậy cần dịch chỉnh khoảng cách trục từ 102mm xuong:

aw1 = 95,2 mm làm tròn aw1 =95mmTính hệ số dịch chỉnh tâm theo 6-22/100[TL1]

Hệ số dịch chỉnh của bánh 2 là:

x2= xt-x1 =0,873 - 0,414 =0,459

Góc ăn khớp tw tính theo công thức 6-27/101[TL1]

Theo 6-40/106[TL1] v = = =6,5(m/s)với

Theo bảng 6-13/106[TL1] chọn cấp chính xác 8Theo bảng 6-15/107[TL1] và 6-16/107[TL1]

2.2.5 Kiểm nghiệm độ bền uốn

Với =1,72 là hệ số trùng khớp ngang

Y : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

KxF -Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn KxF = 1 do

Như vậy độ bền uốn thỏa mãn

2.2.6 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Điều kiện về quá tải theo công thức 6-48/110[TL1] và 6-49/110[TL1]

với Kqt = Tmax/T = 2,2

Vậy khả năng quá tải đạt yêu cầu

2.2.7 Thông số và kích thước bộ truyền:

Đường kính chia d d1=m.z1/cosβ 42,8 mm

2.3 Thiết kế bộ truyền ăn cấp chậm

Thông số đầu vào :

P = 6,7 (kW)

- 27

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

;mH,mF: bậc của đường cong mỏi khi thu về tiếp xúc và uốn Do chọn độ rắn mặt răng HB<350 nên mH=6;mF=6.

Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên NHE, NHF được tính theo công thức 6-7/93[TL1]; 6-8/93[TL1]:

;

Với Ti : là moomen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét

ni : là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét

ti : tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

c : số lần ăn khớp trong 1 vòng quayTính bánh răng bị động:

NHE2> NHo2 do đó lấy hệ số tuổi thọ KHL2 = 1;

Lấy NHE2 = NHo2

NFE2> NFo2 do đó lấy hệ số tuổi thọ KFL2 = 1, tương tự:

KFL1 =1Tính bánh răng chủ động:

NHE1> NHE2>NHo1

NFE1> NFE2 > NFo1Nên lấy hệ số tuổi thọ:KHL1 = 1; KFL1 = 1

Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép được tính theo công thức:

6-1/91[TL1] và 6-2/91[TL1]

Trong đó:

ZR : Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

ZV : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng( Độ rắn mặt răng HB < 350, ZV=0,85.v0,1)

KxH : Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

YR :Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Ys :Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối lập với tập trung ứng suất

KxF :Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đối với độ bền uốn

KFC :Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải Bộ truyền quay 1 chiều => KFC = 1

KHL; KFL : Hệ số tuổi thọ

SH;SF : Hệ số an toàn khi tính tiếp xúc bền uốn

: Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sởFlim : Ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở

Khi thiết kế sơ bộ ta lấy ZR.ZV.KxH = 1 và YR.Ys.KxF = 1Vậy ta có :

Thay số:

Bộ truyền cấp chậm là bộ truyền bánh trụ răng thẳng nên theo công thức 6-12 ta có

Ứng suất quá tải cho phép:

2.3.2 Xác định sơ bộ khoảng cách trục

+Theo công thức 6-15a/96[TL1]

Trong đó: khoảng cách trục+K : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại

răng Tra bảng 6-5/96[TL1] ta được

+T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T2=66353 (Nmm)

+ u1 : Tỉ số truyền u2 = 3,46

bw là chiều rộng vành răng+

=>Chọn

=> =0,53 .(u+1)=0,53.0,63.(3,4+1)=1,6

- 31

: Hệ số kể đến sự phân bố không đềi tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc

= u2 = 28.3,46 =96,88 Lấy tròn z2= 97

Tỉ số truyền thực tế sẽ là:

=3,46Tính hệ số dịch chỉnh tâm theo 6-22/100[TL1]

Theo 6-23/100[TL1]

Theo bảng 6.10a/101[TL1] ta có kx = 5,07

Do đó:

Theo 6.24/100[TL1] hệ số tăng đỉnh răng:

Theo 6-25/100[TL1] tổng hệ số dịch chỉnh xt

xt= y+ y = 3,5 + 0,633= 4,133Theo 6-26/101[TL1] hệ số dịch chỉnh bánh 1:

Hệ số dịch chỉnh của bánh 2 là:

x2= xt-x1 =4,133- 1,1= 3,03Góc ăn khớp tw tính theo công thức 6-26/101[TL1]

βb = 17 o

tw: Góc ăn khớp tw =15o

Theo 6-40/106[TL1] v = = =2,188(m/s)với

Theo bảng 6-13/106[TL1] chọn cấp chính xác 9Theo bảng 6-15/107[TL1] và 6-16/107[TL1]

2.3.5 kiểm nghiệm độ bền uốn

Theo công thức 6-43/108[TL1] ta có Trong đó:

T1 : Mômen xoắn trên trục chủ động T2= 66353

b : Chiều rộng vành răng bw= 62,37 (mm) : Đường kính vòng lăn bánh chủ động

KFβ = 1,45 Tra bảng 6-7/98[TL1] với

2.3.6 Kiểm nghiện răng về quá tải

Điều kiện về quá tải theo công thức 6-48/110[TL1] và 6-49/110[TL1]

với Kqt = Tmax/T = 1,5