đồ án kỹ thuật tính toán và thiết kế cơ cấu nâng

Điều kiện an toàn của máy trục: Trong thực tế tần suất xảy ra tay nạn trong sử dụng máy nâng là lớn hơn rất nhiều so với các loại máy khác .Do vậy vấn đề an toàn trong sử dụng máy nâng l

BAO CAO TOT NGHIEP

Đồ án kỹ thuật

" TINH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NANG "

PHAN I GIGI THIEU CHUNG VE MAY NANG CHUYEN

L GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN

Máy nâng chuyên là thiết bi ding dé thay đổi vị trí của đồi tượngnhờ thiết bị

mang vật trực tiêp như móc treo, hoặc thiết bị gian tiếp như gầu ngoạm, nam châm điện, băng tải,

Như vậy máy nâng chuyển đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình sản xuất: giảm nhẹ sức lao động cho công nhân và nâng cao năng suất lao động

1.Phân loại máy nâng chuyển:

1.1 Căn cứ vào chuyền động chính: Chia làm hai loại

-Máy nâng

-Máy vận chuyền liên tục

1.2 Căn cứ vào cấu tạo và nguyên tắc làm việc:

2 Điều kiện an toàn của máy trục:

Trong thực tế tần suất xảy ra tay nạn trong sử dụng máy nâng là lớn hơn rất nhiều so với các loại máy khác Do vậy vấn đề an toàn trong sử dụng máy nâng là van dé quan trọng được đặt lên hàng dau

Với cầu trục lăn đo có nhiều bộ phận máy lắp với nhau và được đặt trên cao

do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra đề kịp thời phát hiện những hư hỏng như lỏng các mối ghép ,rạn nứt tại các mối hàn do thời gian sử dụng lâu

Đối với các chỉ tiết máy chuyên động như bánh xe ,trục quay phải có vỏ bọc

an toàn nhằm ngăn những mảnh vỡ văng ra nếu có sự cô khi chỉ tiết máy hoạt động Toàn bộ hệ thống điện trong máy phải được nói dat

Với các động cơ đều có phanh hãm tuy nhiên phải kiểm tra phanh thường xuyên không đề xảy ra hiện tượng kẹt phanh gây nguy hiểm khi sử dụng

Tắt cả những người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy trong phạm vi làm việc của máy đều phải học tập các quy định về an toàn lao động có làm bài kiểm tra và phải đạt kết quả

Trong khi máy làm việc công nhân không được đứng trên vật nâng hoặc bộ phận mang để di chuyển cùng với vật cùng như không được dùng dưới vật nâng đang di chuyên

Đối với máy không không hoạt động thường xuyên (nhiều ngày không sử dụng )khi đưa vào sử dụng phải kiểm tra toàn bộ kết cầu máy Đề kiểm tra tiến hành thử máy với hai bước là thử tĩnh và thử động

Bước thữ tĩnh :treo vật nâng có trọng lượng bằng 1,25 lần trọng lượng nâng danh nghĩa của cầu trục thiết kế và đề trong thời gian từ 10 đến 20 phút

Theo dõi biến dạng của toàn bộ các cơ cầu máy Nếu không có sự có gì xảy

ra thì tiếp tục tiến hành thử động

Bước thử động :Treo vật nâng có trọng lượng bằng 1,1 trọng lượng nâng danh nghĩa sau đó tiến hành mở máy nâng, di chuyền, hạ vật ,mở máy đột ngột , phanh đột ngột Nếu không có sự cô xảy ra thì đưa máy vào hoạt động

Trong công tác an toàn sử dụng cầu trục người quản lý có thể cho lắp thêm

các thiết bị an toàn nhằm hạn chế tối đa tai nạn xảy ra cho công nhân khi làm việc Một số thiết bị an toàn có thể sử dụng đó là : Sử dụng các công tắc đặt trên

những vị trí cuối hành trình của xe lăn hay cơ cấu di chuyên công trục Các công tắc này được nối với các thiết bị đèn hoặc âm thanh báo hiệu nhằm báo cho người sử dụng biết để dừng máy Đồng thời củng có thê nói trực tiếp với hệ thống điều khiển

để tự động ngắt thiết bị khi có sự cố xay ra

Như vậy đề hạn chế tối đa tai nạn xảy ra đòi hỏi người công nhân sử dụng máy phải có ý thức chấp hành nghiêm túc những yêu cầu đã nêu trên

II GIỚI THIỆU VÈ CƠ CÀU TRỤC:

1.Phân loại cầu trục:

2.1 Tải trọng nâng dang nghĩa Q,N

-Là trọng lượng lớn nhất mà máy có thê nâng được

Q=Q,+Q,

Qm :Trọng lượng thiệt bị mang

Qh:trong lượng danh nghĩa của vật nâng ma máy có thể nâng được

2.2 Tải trọng do trọng lượng bản thân

~Trong khi tính toán, thiết kế máy mới thường bỏ qua trọng lượng các chi tiết (trừ một số chỉ tiết có trọng lượng lớn)

2.3 Tải trọng của gió

-Đối với máy làm việc trong nhà thì áp lực gió không đáng kể có thể bỏ qua

2.4.Tái trọng phát sinh khi vận chuyến

-Bao gồm các tải trọng do trọng lượng bản thân và các tải trọng động phát

sinh khi vận chuyển:

+Tải trọng theo phương đứng khi vận chuyền trên ray lay bang 60% + 80% tải trọng do trọng lượng bản thân

+Tải trọng động theo phương ngang lấy bằng 80% + 90% tai trọng do trong lượng của bản thân

2.5 Tái trọng khi dựng lắp

-Khi này tải trọng do trọng lượng bản thân lấy tăng 15% ~ 20% Và phải kể đến tải trọng gió cũng như các lực phát sinh trong quá trình lắp

2.6 Tải trọng động :

-Đề khảo sát động lực học máy cần xây dựng mô hình bài toán về động lực

học của máy Các cơ cấu máy nên tìm cách qui về sơ đồ đơn giản nhất

3 Đặc điểm tính toán cúa cầu trục:

3.1 Trình tự tính toán của cầu trục

-Thiết kế các hệ thống điều khiển

-Thiét kế thiết bị an toàn

3.2 Xác định khoảng cách giữa các bánh xe di chuyến cầu trục trên dầm cuối

- Khi bị xô lệch thì bị sinh ra lực cản phụ W nên sinh ra môn men xô lệch

M= 7s m6 men nay sinh ra phan luc N gitra thanh bánh xe và cạnh

+ — —

tiên L với cầu trục dẫn động bằng tay

+ xo! với cầu trục một dầm dẫn động bằng máy

+ =o! với cầu trục hai dầm dẫn động bằng máy

- Đối với có dầm hộp phải kiểm tra thời gian đao đọng tắt dần ủa kết cấu thép 3.4 Tính trục truyền của cơ cấu di chuyển

-Tính trục phải thực hiện đầy đủ các phép tính trụcthông thường tính sơ bộ, tính

độ bền mỏi, có thể kiểm tra độ cứng xoắn và dao động Cơ

Chương I: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG AN

1 Lựa chọn kết cấu dầm

a.Phương án 1: Hai dầm kết cấu dạng hộp

-Trên dầm chính có hai thanh ray để xe lăn di chuyên

Hình 2: kết cấu hai dầm dang hộp

-Kết cầu dam dạng hộp nên việc tính toán đơn giản,thời gian chế tạo và lap ghép nhanh,việc bảo dưỡng cũng đơn giản Do đó giá thành giảm

b.Phương án 2 :Kết cấu hai dầm kiểu giàn

-Dầm là một khung giàn gồm các thanh liên kết với nhau bằng hàn và bắt bulung

Với kết cấu kiểu này thì khối lượng dầm nhỏ, nhưnng phức tạp, khó chế tạo vì nhiều chỉ tiết , quá trình chế tạo và lắp ráp mắt thời gian , việc kiểm tra bảo dưỡng

khó khăn Do đó giá thành chế tao cau truc cao

c.Phương án 3: Kết cấu loại một dầm

-Dạng kết cầu này đơn giản , dễ tính toán, chế tạo, lắp ghép đơn giản, bảo

dưỡng kiểm tra dễ dàng, nhưng chịu tải ít Phù hợp với những cầu trục có tải

trọng nhỏ dưới Š tấn và khẩu đọ nhỏ

Kết luận :Từ yêu cầu về số liệu ban đầu về cầu trục , như vậy ta chọn kết cấu

dầm dạng: hai dầm dạng hộp, thì đủ khá năng chịu tải và kết cấu đơn giản

2 Chọn phương án truyền động cơ cấu nâng

-Với kết cầu này động cơ truyền động đến hộp giảm tốc qua khớp nối trục ra của hộp giảm tốc không trùng với trục tang, mà truyền qua bộ truyền bánh răng Kết cấu này thích hợp khi dùng palăng đơn Kết cấu này phức tạp nhiều chỉ tiết, tốn nhiêu ô, còn có bộ truyên ngoài không an toàn

c.Phương án 3:

Kết luận: với các ưu điểm trên nên ta chọn phương án 3 là phù hợp

3.Phương án truyền động và di chuyển xe lăn:

Truyền động đơn giản, chiếm ít trên xe lăn thuận tiện cho việc bố trí trên các xe

- Phương án này kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, truyền động chắc chắn có sự đồng

bộ giữa hai bánh xe cao, nhưng khoảng cách giữa hai bánh xe bị hạn chế

c Phương án 3:

Kết luận: như phân tích trên ta chọn phương án 1, do nhỏ gọn dễ chế tạo, ít tốn kém, chiến ít không gian

4- Lựa chọn phương án truyền động di chuyển cầu:

a Phuong an 1:

b Phương án 2: dùng hai động cơ

c Phương án 3: dùng một động cơ một hộp giảm tốc

PHAN 2

TINH TOAN VA THIET KE CO CAU NANG

2.1 Phan tich chung :

2.1.1.Yêu cầu khi tính toán và thiết kế cơ cấu nâng:

Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thăng đứng Ngoại lực là trọng lưc và lực quán tính tác dụng lên vật nâng.Có hai loại cơ cấu nâng :Cơ cầu nâng dẫn động bằng tay, và cơ cầu nâng dẫn động bằng điện Do cơ cấu dẫn động bằng tay không phù hợp yêu cầu thiết kế nên ở đây không đi vào phân tích

Còn cơ câu nâng dẫn động bằng điện, do tính chất quan trọng và yêu cầu cao

nên cơ cấu phải đảm độ an toàn, độ tin cậy,độ ồn định cao khi làm việc Do đó,cơ

cấu nâng phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng tốt của tất cả các khâu, khác với cơ cấu bằng tay, ở đây dùng tang kép quấn một lớp cáp, có cắt rãnh đảm

bảo độ bền lâu cho cáp.Bộ truyền phải được chế tạo dưới dạng hộp giảm tốc kín,

ngâm dầu, bôi trơn tốt, các ổ trục thường dùng ô lăn.Thiết bị phanh hãm thường dùng là phanh má thường đóng

2.1.2.Cơ cấu nâng: — Các số liệu ban đầu:

Chế độ làm việc của các cơ cấu là chế độ trung bình

2.1.3 Sơ đồ động học cơ cấu nâng:

Dùng sơ đồ này với kiều nối tang của trục ra hộp giảm tốc bằng nối trục, ta

sẻ được kích thước chiều dài nhỏ gọn, đồng thời đảm bảo việc chế tạo từng cụm

riêng, tháo lắp đễ dàng

2.2 Tính toán cơ cấu nâng:

2.2.1 Chọn loại dây cáp:

Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện, vận tốc cao, ta chọn cáp để làm dây cho

cơ cấu là loại đây có nhiều ưu điểm hơn các loại dây khác như xích hàn, xích tắm và loại dây thông dụng nhất trong ngành máy trục hiện nay

Ta không chon day xích vì xích nặng hơn khoảng 10 lần so với cáp, xích có thé đứt đột ngột do chất lượng mối hàn kém (nếu là xích hàn)

Trong các kiểu kết cấu day cáp thì kết cấu kiểu JIK -P theo POCT 2588-55

có tiếp xúc đường giữa với các sợi thép các lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng và được

sử dụng rộng rãi Vật liệu chế tạo là các sợi thép có dưới hạn bền

1200-2100(N/mm') chọn cap LK-O- 6x19+7x7 (theo trang II)

Loại cáp này LK, với 6 dánh, mỗi dánh 19 sợi có lớp sợ thép ngoài cùng như

nhau, lỏi thép của đánh được bện từ 7 dánh, mỗi đánh 7 sợi thép

Với giới hạn bền các sợi thép trong khoang 1600+1800N/mm’,

2.2.2 Palăng giảm lực:

Để giảm lực căng và tăng tuôi thọ cho dây cáp của cơ câu nâng khi nâng với tải trọng lớn ta dùng một palăng

Trên cầu lăn dây cáp nâng được cuốn trực tiếp lên tang Do cầu lăn thực hiện

việc nâng hạ vật nâng theo chiều thắng đứng nên để tiện lợi trong khi làm việc ta

chọn palăng kép có hai nhánh dây chạy trên tang tương ứng với trọng tải cầu lăn theo Bang 2-6[I] chọn bội suất palăng a=2 Palăng gồm hai rong roc di động và một ròng rọc không di chuyền làm nhiệm vụ cân bằng

Hình 2.2 sơ đồ nguyên lý Palăng

Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh dây cáp cuốn lên tang khi nâng vật

-_Øq=2_ Bang 2 19[I]

m(1—2").A'

Trong đó:Qo= Q+Q,, = 100000+2100 = 102100(N)

= 0,98:hiéu suất một ròng rọc với điều kiện ròng rọc đặt trên 6 lăn

bôi trơn tốt bằng mỡ Bảng 2-5(I)

a=2_ : Bội suất của palăng

max

m=2 : Sốnhánh cáp cuốn lên tang

t=0 : Vì số dây cáp trực tiếp cuốn lên tang không qua ròng rọc chuyên hướng

Vậy: s„,=_CIÚ— 4) - 1621080098 — vận

m(I— Z').Z 2-0,98).0,98 Hiệu suất của palăng xác định theo công thức 2-21[T]

So Qo 102100

np = =—Š—=_—_——=(Q,

Smax /zzSmax 2.2.25800 Trong đó : S; 2

ma

2.2.3 Tính kích thước dây cáp :

Kích thước dây cáp được chọn dựa vào công thức 2-10 -{T]

Sa > Smax.n

Sa: Lực kéo đứt dây theo bảng tiêu chuẩn ,N

Smax : Lực căng lớn nhất trong dây, N

n=5,5 :Hệ số an toàn bền của cáp Bảng 2-2-[I]

Sa= 25800.5,5 = 142000 (N)

Xuất phát từ điều kiên theo công thức (2-10) với loại dây đã chọn trên, với

dưới hạn bền của soi øp= 1600 N/mm?.Chon đường kính dây cáp d.= 16,5 mm có lực kéo đứt là Sạ= 141500 (phụ lục 12 của TCVN 4244-86)

Vậy dây cáp được chọn đạt yêu cầu

2.2.4 Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc

b) Chiéu dai tang :

Chiều dai tang phải được tính toán sao cho khi hạ vật xuống vi trí thấp nhất

trên vẫn còn ít nhất 1,5 vòng cáp dữ trữ, không kế những vòng cáp nằm trong kẹp (quy định về an toàn )

Chiều dài toàn bộ của tang xác định theo công thức 2-14-[I] đối với trường hợp Palăng kép

L’= Ly’+2L)+2L>+L;

Chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng H=6mm

và bội suất Palăng a = 2

với bước rãnh cáp :t = d¿+(2+3) hoặc t> I,Id,

Vi tang được cat ranh, cap cuốn một lớp, nên không phải làm thành bên, tuy

nhiên ở hai đầu tang trước khi vào phần cắt rãnh ta để trữ lại một khoảng L;=20mm

Khoảng cách Lạ :ngăn cách giữa hai nữa cắt rãnh :

Lạ = Lạ-2.hmin.tgŒ Theo trang 2I[I]

trong đó :L„ khoảng cách giữa hai ròng rọc ngoài cùng giữa hai ổ móc treo

hmin :khoang cach nho nhất giữa trục tang với trục các ròng rọc treo móc

Dựa vào kết cấu đã có, có thể lấy sơ bộ:

— kØ-S my

n ot

Smax: Lực căng cáp lớn nhất ở nhánh cáp cuốn lên tang

G: Chiều dầy thành tang ; t bước rãnh

k=l: Hệ số phụ thuộc số lớp cáp cuốn lên tang Theo trang 22- [I]

ọ=0,8: Hệ số tính đến sự sắp xếp không đều của dây cáp trên tang

Công suất tĩnh khi nâng vật bằng trong tai duoc xác định:

Theo công thức 2-78 [I]

-_—!, vụ]

60.1000;

Với :rị hiệu suất của cơ cấu bao gồm :

TỊ = TỊp.T|.TỊo = 0,87

Tịp= 0,97 hiệu suất pa lăng Tra mục 2- chương I — [I]

TỊ=0,96 hiệu suất tang, tra bảng1-9- [I]

No = 0,94 hiệu suất của bộ truyền có kể cả khớp nói, xuất phát từ bảng số

liệu bảng 1-9 —[I],vdi gia thiết bộ truyền được chế tạo thành hộp giảm tốc hai cấp

Công suất danh nghĩa > Nac= 22( kW)

Số vòng quay danh nghĩa: nạ = 723 (vòng/phút)

Hệ số quá tải: Mow _ 3,9

Hình 2.4 Sơ đồ gia tải của cơ cấu nâng

Sơ đồ thực tế sử dụng cầu lăn theo trọng tải cho trên hình 2.4

Q¡=Q;Q;=0,5Q; Q;= 0,3Q Và tỷ lệ thời gian làm việc với các trọng lượng

nay là 3:1:1

Động cơ điện đã chọn các công suất danh nghĩa nhỏ hơn công suất tĩnh yêu cầu khi làm việc, do đó phải được kiểm tra về nhiệt

Để kiểm tra đựơc nhiệt động cơ, ta lần lượt xác định các thông số tính toán

trong các thời kỳ làm việc khác nhau của cơ cấu

Các thông số cần xác định :

a) hiệu suất của cơ câu không tính hiệu suất palăng khi làm việc với vật nâng

trọng lượng bằng trọng tải : Tị = Tịu.Tịo = 0,96.0,92 = 0,88

b) Momen trục động cơ khi nâng vật, theo công thức 2-79- [I]

Với Momen vô lăng :(G;Dj?);¿= 44 Nm?

(GD; )knsp= 52,8 Nm”

(với d đường kính ngoài cùng của khớp nối và G trọng lượng của khớp nối

chọn sơ bộ d=300mm, trọng lượng của khớp nói là G=500N

fe 52,8.723 + 102600.0,4165.723 _

”.375.(517+284) 375(517 + 284).27.32,5°.0,87

Trên đây trình bày cách tính toán các thông số cho trường hợp Q;=Q

các trường hợp Q>; Q› cũng tương tự, kết quả phép tính các thông số cho các trường hợp tải trọng khác nhau được ghi theo bảng dưới đây:

0,14s

Các thông số cần tính | Đơn vị Q=Q | Q;=0,5Q | Q.=0,3Q Ghi chú

Mẹ momen can tinh tương ứng với tải trọng nhất định trong thời gian

chuyền động ổn định với tải trong do, Nm

ty: thời gian chuyển động với vận tốc ổn định khi làm việc với từng tải

Công suất trung bình của động cơ phát ra là: theo céng thire 2-76 [I]

N,, = Mastlac — 283-723 — 2 ak

9550 9550 Kết quả phép tính kiểm tra về nhiệt cho thấy động cơ điện được chọn là MT42-8

Co céng suất danh nghia la Ng, = 22Kw hoan toàn thoả mãn yêu cau khi lam

viéc

2.2.8 Tinh va chon phanh :

Phanh dung để hãm hoặc điều chỉnh tốc độ cơ cấu, triệt tiêu được động năng

của các khối lượng chuyển động tịnh tiến và chuyền động quay Tất cả các cơ cấu máy trục đều phải dùng thiết bị phanh hãm, nhất là các cơ câu làm việc vận tốc cao

Mà trong đó sự an toàn trong quá trình nâng hạ đều phụ thuộc vào hệ thống phanh,

do đó cơ câu nâng của cầu trục phải trang bị thiết bị phanh hãm đề đảm bảo độ an

toàn Quá trình phanh được thực hiện bằng cách đưa vào cơ cấu lực cản phụ dưới

dạng ma sát nảy sinh ra momen phanh

Phanh được dùng có thể có nhiều loại: phanh đai, phanh một má, phanh hai

má, phanh áp trục, phanh ly tâm vvv có thể phanh thường đóng hoặc thường

mở, ở đây ta chọn phanh hai má loại phanh thường đóng và được bố trí trên trục động cơ vì những lý do sau :

Loại phanh này có kích thước nhỏ ngọn hơn các loại phanh khác

Lực phanh tác dụng đối xứng lên trục đặt phanh

Đảm bảo đóng mở nhịp nhàng giữa các má phanh với bánh phanh nên độ an toàn sẽ cao hơn cho cơ cầu nâng khi làm việc với tải trọng lớn

Phanh thường đóng làm việc an toàn hơn phanh thường mở, khi có sự có xảy

ra thì phanh vẫn đóng vật nâng ở tư thé treo, không bị rơi đột ngột

Đặt phanh trên trục đông cơ thì mômen phanh nhỏ hơn ở các vị trí khác, do

đó kích thước, trọng lượng của phanh sẽ nhỏ hơn và tính an toàn cũng cao hơn để chọn phanh làm việc có hiệu quả và an toàn ta dựa vào giá trị momen phanh yêu

cầu Mại omen phanh của cơ cấu nâng được xác định từ điều kiện giữ vật nâng treo

ở trạng thái tĩnh với hệ số an toàn n

Myn= 0 MS [Mp] 2-2-[2]

Trong đó : n hệ số an toàn của phanh, phụ thuộc vào chế độ làm việc đối với chế độ làm việc nhẹ :n = I,5 ; trung bình n = 1,75; nặng n= 2 ; rất nặng n = 2,5

Phanh được đặt trên trục động cơ nên:

Momen phanh được tính

Dạ, đường kính tang tính đến tâm cáp Dạ =D/+ đe=512,5 mm ~0,51 m Qo: trọng tải và trọng lượng bộ phận Qạ = 150000 Ñ

Dựa vào điều kiện (2.2) ta chọn loại phanh, tuy nhiên không nên chọn loại

phanh có momen phanh danh nghĩa lớn hơn moen phanh yêu cầu nhiều quá vì như vậy sẽ tải trọng động lên cơ cau khi phanh

Qua Việc phân tích tính toán ở trên,ta chọn loại phanh má điện xoay chiều,

ký hiệu TKT-300 đảm bảo mômen phanh danh nghĩa vừa đúng M;;=500Nm

Lực đóng phanh được xác định theo công thức 2-34-[T]

Hình 2.5 sơ đồ nguyên lý phanh má điện

1 Bánh phanh; 2, 4 Má phanh; 3, 5 Tay đòn phanh; 6 Nam điện;7 Tay đòn của cơ

cấu tạo lực mở phanh; 8 Lò xo tạo phanh; 9 Lò xo phụ; 10 đai ốc nén lò xo

11 Dai ốc dùng khi bảo dưỡng hoặc thay mới má phanh; 12 Đai ốc điều chỉnh hành trình phanh;13 ống bao; 14 Thanh đây; 15 Vít hạn chế hành trình phanh trong đó :

D: đường kính bánh phanh D = 300mm

f: hệ số ma sát giữa vật kiệu bánh phanh thép cac bon C45 và vật liệu

lót phanh ; theo bảng 2-8[T1]

h= 0,9: hiệu suất hệ thống bản lề 1,= 200mm

1= 420mm

p- Mu] _ - 498200 D,.fnl — 0,3.0,35.0,9

Khi mỡ phanh lò xo chính bị ép thêm một khoảng dẫn đến lực sẽ tăng lên

vậy có thể chọn nam châm điện có các thông số đây:

Momen nam châm hut: M,= 69,56 Nm

Lấy bước dịch chuyền lớn nhất của thanh lõi ngang với phanh là Ax = 4mm

Định luật húc cho biến dạng lò xo: F= k.Ax

với k: là độ cứng của lò xo

Ax : độ biến dạng lò xo 1407,2 = k.0,004

1407,2 k= =351800N/m

Áp lực má phanh lên bánh phanh

N360 - 3606,7

Vậy: = 0,27N/mm?

Theo bảng: 2-10-[T].Áp suất cho phép [p] = 0.4 N/mm?

Khe hở lớn nhất giữa má phanh và bánh phanh xác định theo công thức 2-35-[I]

với hị và hạ là khe hở lớn nhất và bình thường của thanh lõi ngang phanh h;= 4mm; h; =2,5mm

Bộ truyền sẽ được thiết kế dưới dạng hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ, trục

ra và trục vào quay về một phía

Các thông số cần thiết :

Số vòng quay trục vào: nị =723 vòng/phút

Động cơ dẫn động : N=22 Kw

Tỉ số truyền chung của hộp là: i= 32,5

a) Phân phối tỷ số truyền:

Trong trường hợp này động cơ nối trực tiếp với trục vào của hộp nên không thông qua bộ truyền ngoài

Goi: icn ty số truyền cặp bánh răng cấp nhanh

Công suất: Nị= N.Tap = 22.0,955 = 21,01 Kw

Nu = NỊ-Tbánh răng-TỊcáp 6 = 21,01.0,97.0,955 = 19,46 Kw

Nin = Nir-Noanh ring-Neap 6 = 19,46.0,97.0,955 =18,02 Kw

Tra bang 2-1-[6] ta c6: Nap 6 =0,955

Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất cho phép

ứng suất tiếp xúc cho phép:

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn xác định theo công thức 3-4[6]

M

>i] -(#) =(13+0, 109) = 1, 0013

mvx 1

Nụ; =60.1.116,6.1,003.6200 =4,35.107

=> Ngo > No= 107

Vậy số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ :

Nai = Nụa ạ= 4,35.107.6,2 = 26,97.107,

Nai > No

Hệ sô chu kỳ ứng xuât cho phép của bánh lớn và bánh nhỏ

Theo công thức 3-I -[6]

[ø], = [Ø lao kụ ;

ky = 2,6 : Hé so ung suat tra bang 3-9-[6]

[o]uo = 2,6.200 = 520 N/mm?

[O]ec1 = 2,6.240 = 624 N/mm?

dé tinh sire bén str dung tri sé nhé [o],.=520 N/mm?

Ứng suất uốn cho phép :

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn

uy"

Nao = 602.5 (4) n,.T,

Trong đó :lấy m = 6: Bậc đường cong mỏi uốn (thép chế tạo là thép thường hoá và

tôi cải thiện )

vay hé số chu kỳ ứng suất uốn Kạ của hai bánh đều bằng 1

Giới hạn mỏi uốn của thép 45:

Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :ựa= b/A = 0,4

Tính khoảng cách trục theo công thức 3-9[6]:

1,05.10 520.6,2

b=y A=0,4.370 = 148mm lấy b=150mm

Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ:

=285mm

Modun m= (0,01+0,02).330 = 3,3 + 6,6

Theo tiêu chuẩn bảng 3-1[4] lấy m =4mm

Số răng bánh răng nhỏ :theo công thức 3-24[6]:

2.A 2.330 2= =————.=22.9mm

Kiém nghiém stre bền uốn của răng theo công thức 3-33[6]

Hệ số dang rang: Bang 3-18[6]

=> oy>[o]y => thod man diéu kién

Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :

Banh 1 :[6]rxqt= 2,5-[6]Notxi = 2,5.624 = 1560 N/mm’ Banh 2 :[G]rxq = 2,5 [6] Notx2 = 2,5.520 = 1300 N/mm? Ung suất uốn cho phép khi qua tai :

Thoa man diéu kién

Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

Lực hướng tâm : P,= P tga = 6307,2 tg20°= 2295,6 N

e) Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm :

Định ứng suất tiếp xúc và ứng uốn cho phép:

ứng suất tiếp xúc cho phép :

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn xác định theo công thức 3-4[6]

Chon hé số chiều rộng của bánh răng :

WA= b/A = 0,4 Tính khoảng cách trục : theo công thức 3-10[6]

ms

A> (5,2-1)3 1,05.10 ; 1,3.18,02 =386 mm

520.5,2 } ` 0,4.1,25.22,4 Chon A = 400(mm)

Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo :

1,36 —1,3 1,36

%k = = 4% ( khoảng sai lệch không lớn )

Chon lại khoảng cách trục: 44=300; _ =384mm

Chọn A = 400 (mm)

Xác định modun, số răng và ngóc nghiêng của răng :

Modun phap :m, = (0,01+0,02).400 = 3 + 6

Theo tiêu chuẩn bang 3-1[6].Lay :m,= 4

So b6 chon géc nghiéng rang :B=10° => cosB=0,985

Tổng số răng của cả hai bánh :

3

M G= Ơi Mựy = coud] nn, T,85,6

myx

ta c6: :[o]y=172 N/mm?

=> ow<[o]u thoả mãn điều kiện

Kiểm nghiệp sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn

Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :

Bánh 1 :[ø]s„¿= 2,5.[ø]xạ„= 2,5.624 = 1560N/mm?

Banh 2 :[6]exqt= 2,5.[6] Nox = 2,5.520 = 1300N/mm?

Ứng suất uốn cho phép khi qua tai :

So sánh thấy : Gugti<[S]ugtr = 360 N/mm?

Øạ2“[ø]uqs = 280 N/mm”

Thoả mãn điều kiện

Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền :

dị= = 98,5 mm; d;=100mm

=509mm ; d;ạ= 500mm

— d+d, _ 100+500 eS

Chiéu rộng bánh răng là :

b¡= 120 mm b;=100 mm

n = 22,4 v/ph

=> d,>1103 18,02 =102,3mm

22,4 Trong ba tri số dị; dạ; d;.lấy trị số dạ= 35mm đề chọn loại bi đỡ

chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung

Tra bảng 18P[6] chon chiéu rong cua ổ là :

B=17mm

=> Tính gần đúng trục:

Dựa vào bảng 7-1[6] ta chọn các kích thước của hộp giảm tốc như sau :

- Khoảng cách tù nắp ổ đến mặt cạnh chỉ tiết quay ngoài hộp

bta

Hình 2.6 Sơ đồ các kích thước của hộp giảm tốc

Sơ đồ phân tích lực tác dụng dụng trên các cặp bánh răng :

trong đó : Mux = Rpgx(at+b) = 1803.333,5 = 601300 Nmm

Muy= Ray(atb) = 656,2 333,5 = 218842,7 Nmm

Vay: Mim-m =\\ Mi, + Mz, = 601300" + 218842,77 = 639885,8 Nmm Đường kính trục tại tiết điện nguy hiểm được tính theo công thức

M đ3: fed