Luận văn Đồ Án môn học thiết kế máy thiết kế hệ thống dẫn Động máy nâng hàng

GVID: Trin Dink Son PHAN HAT PUAN TÍCH CHỌN PHI $* Máy nâng có thể phân loại như sa Phân loại theo nguồn đẫn động: Dẫn động bằng động cơ điện và dẫn động bằng thuỷ lục Phân loại the

_“» ~~

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRUONG DAI HOC BACH KHOA

KHOA CO KHi

ole

DO AN MON HOC

THIET KE MAY

MAY NANG HANG

Giảng viên hướng dẫn: Trần Đình Sơn

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Tin

Da Nẵng, ngày § tháng 4 năm 2012

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

LOLNOLDAU

Đổ án môn học Thiết kế máy là bước kết thúc môn học cùng tên, là phần kiến thức quan trọng đối với sinh viên khoa cơ khi nói chung và sinh viên

ngáảnh cơ điện tử nói riêng Dó là kiến thức tổng hợp của các muôn học: Truyền

đông cơ khí, Thiết kế máy, Vẽ kỹ thuật, Sức bẻn vat liêu

Để tải của đỗ ám là Thiết kế hệ thống dẫn động máy nâng hàng, trọng tải 2 tấn, đừng để nâng hang hóa, các vật, các chỉ tiết, tại các nhà xướng, công trình xây đựng, kho hảng Đỏ án chủ yêu tập trung tính toán hệ đẫn động ca cân nâng,

Qua đồ án sinh viên nằm vững những vẫn đề cơ bản Hong thiết ké máy, tính toàn thuết kế clu tiết máy theo chí tiêu chủ yếu lá khá năng lam việc, thiết kế

chỉ tiết võ máy, chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ,

về dụng sai lắp ghép và các số liệu tra cứu

Trong qua trình làm đô án, do kiến thức về thiết kế máy cta cm con han chế nên nội dung cũng như trinh bảy không trảnh khỏi những thiểu sót Vì vậy, +kính mong các thấy cỗ và các bạn chỉ dẫn và giúp đỡ thêm đề em hoán thành +t do an nay

Em xin chin thinh cam on su gidp dé ea cde thay o6 bé mén vi su ubiét

tinh chi din, giai thich olla thay TRAN DENII SUN

Da Nang, ngay 5 thang 4 nim 2012

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Tin MSSV: 101222081140

Lớp: SCDT2

PHAN MOT NHIỆM VỤ THIẾT KẾ -_ Số liệu ban đầu:

+ Tải trọng nàng: 2 tấn + Chiéu cao nang: 12m

| Van téc nang: 12,5 m/phut

- Néi dung các phân thuyết minh:

| Phan tích yêu cẩu kĩ thuật, điều kiện lâm việc, nguyên lý lảm việc của

may

+ Phan tich cdc phuong an thiét ké may

| Chon phương ản thiết kế, lập sơ đồ động học của máy

¡_ Thiết kế các bộ phận chính trên máy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

PHAN HAT

PUAN TÍCH CHỌN PHI

$* Máy nâng có thể phân loại như sa

Phân loại theo nguồn đẫn động: Dẫn động bằng động cơ điện và dẫn động bằng thuỷ lục

Phân loại theo eơ cấu: Cơ cầu truyền động bằng đai, cơ cầu truyền động

bằng xichL

s& Vai trò, chúc năng các hồ phân của cư câu:

'Lời nâng gồm có : Déng cơ điện, hộp giảm tốc, tang, cáp nâng, khớp nỗi,

phanh

- Động cơ điện: Động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiên

Đông oc điện xoay chiều được sử dưng rộng rải trong công nghiệp, với sức

bến làm việc cao, mô men khối động lớn Bên cạnh đó ta có động cơ điện một

chiều: là loại động cơ điện có khả năng diễu chính tốc dộ trong phạm vi rong, khi lam việc bảo đâm khối động êm, hãm và dao chiêu đễ đàng, giá thành cao, khi lắp dặi cần thêm bộ chỉnh lưu khá phúc tạp Trên những ưu khuyết điểm của hai lọai động, cơ điện xoay chiều vả động cơ điện một chiều một chiểu ta thấy được động cơ điện xoay chiêu tuy tính chất thay đổi tốc độ không bằng, động cơ diện một chiếu nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của lọai động co nay vin chap nhận được

Vậy ta chọn động cơ xoay chiêu

- liệp giảm tốc: Có ba loại là bộ truyền bánh răng trụ, bộ trưyền bánh răng nén và bộ truyền bánh vít - trục vít

Bộ truyền bánh răng trụ được sử dụng để truyền mô men tử các trục song song với nhau, trong đó hộp giảm tốc bánh rằng trụ hi cấp được sử dụng hiền nhất, chủng được bố trí theo các sơ đỗ sau:

So đỗ khai triển loại này đơn giản nhất nhìmg có nhược điểm là các bánh

bổ không dêu tãi trọng

+ 8ơ dò đồng trục: Loại nay co đặc diém là dường tam của trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiêu dài của hộp giãm tốc và nhiều khi giúp cho việc hồ trí cơ câu gọn hơn

Bộ huyền bảnh rắng nón được dùng để truyena mô men và chuyến động giữa các trục giao nhau, nhưng chế tạo bảnh răng khá phức tạp

Bộ tuyển bánh vít - trục vít dimg dễ truyền mô men xoắn và chuyển dộng giữa các trục chéo nhau, nhưng chế tạo ren trục vít khá phúc tap

Vay ta chọn hộp giấm tốc bảnh răng trụ hai cấp khai triễn, để phù hợp với

cơ câu làm việu và giản vật Hiệu chế lạo

- Tang: Gém có hai loại là tang đơn vả tang kép

| Tang don: quan được nhiều lớp cáp nhưng lúc lâm việc lãi trọng sẽ bị

+ Tang kép, quần dược một lớp cáp nhưng khi lám việc lãi trong sé

không bị lắc, nâng hạ theo đường thẳng,

Vậy †a chọn tang kép được chế tạo bằng gang xám GX 15-32

- Cáp nâng: Lựa chọn dựa trên hệ số an tòan cho phép, và tuổi thọ của dây

cáp Do đó ta phải chọn cáp cho phủ hợp với tải trong nang, chiu luc cing day lớn

Có hai lgai cấp có thể sử dụng: cáp bên xuôi và cáp bến chéo

Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu lạo của cơ cân, ts chọn lọai cáp

bên xuối ví cỏ tính bền trong quá trình làm việc hơn là cáp bện chéo, déng thời

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

trong cơ cấu nâng thì một đầu cáp được giữ cổ định nên cáp không bị xoắn hay:

16

- Khớp nổi: Co à nhiều loại, ở đầy ta chọn khớp nổi truc vòng đản để nốt

giữa truc vào của hộp giảm tốc và trục ra của dộng cơ, có ưu diễm hơn cáo loạt

khác là chịu được sự rung, do số vỏng quay khá lớn và chọn khớp nổi xích con lăn để nối giữa trục ra của hộp giảm lốc với trục của tang, vì có tính kinh tế hơn các loại khớp khác và dễ truyền mô meu xoắn lớn hơn

-hanh: Có nhiều loại, ð dãy ta chọn phanh ap má điện từ thường đóng, vi loại này được đấu chưng đây cũng với nguồn điện của động cơ

“> ‘Ty sw phan tich nêu trên ta có các phương án sau:

9 Déng co dign

| Nguvén tac hoat ding: Pong co dién quay, truyền công sual qua khớp nổi vòng đàn hồi đến hợp giảm tốc, nhờ sự ăn khớp của các bánh răng trụ răng, thing ma céng suat được truyền qua khớp nỗi xích con lăn làm tang quay kéo

roc lam việc

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

L 1% điểm: Truyền được công suất với tỉ số truyền lớn, tự hăm cũng tốt

I Nhược điễm: Chẻ tạo trục vít rất khó khăn, ren làm trục cần có độ

7 Banh rang cén HiT

% khớp nồi xích con lăn

2 Tang

+ Nguyên tắc hoạt động: Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nếi vòng đàn hồi đến hộp giám tốc l3ảnh ring cén nhờ sự ấn khớp của các thánh răng cân truyền mô men đến khớp nối xích cơn lăn làm tangï quay kéo

theo hệ ròng rọc làm việc

- Cơ các gọn gàng, đăm bão gọn nhẹ cơ câu

+ Nhược điễm: Chê tạo bánh răng khó khăn, lắp rap đòi hỏi phải chính

xác

— Với ba phương án và sự phân tích vừa nêu trên, la chọn phương án thứ

nhất là phù hợp với yêu cầu được đặt ra và phù hợp với diều kiện kinh tế Vay 1a chon phương án 1, với các số liệu bạn đầu:

Tai trong: Qo=2000kg =20000 (N)

Hộ phận mang: Q„ = 500kg = 5000(1.)

Chiều cao nang: II = 12( m)

‘Van téc nang: va = 12.5 (m/phut) Chế độ làm việc trung bình

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

PHAN BA

CHON TANG, KHOP NOI, BONG CƠ ĐIỆN

VA PILAN POL Ti SO TRUYEN

3.1 Chọn tang, khớp nỗi, động cơ điện:

3.1.1 Hiệu suất của palăng

Tập —

=Q 1Q mn=2 :sẽ nhánh đây quân lên tang

8; Lực căng lớn nhật trong đây cap

‘La chon cáp K - P6x19 =114 OCI 2688 69) có giới hạn bẻn các sợi

Thép là œ = 1600 N¿mmmẺ

3.1.3 Tang:

3.1.3.1 Đường kinh tang:

Dede (el) 8 (25-1) 192 Gm)

Tt: đường kinh tang đến đây rãnh cắt (mm),

De: dường kinh dây cáp quấn lên tang (run)

1¡ : chiều đài thanh tang

Lạ : chiêu dài phần chữa ra để quần cáp

Ly : Chiều dài phần phân cách giữa hai bên

Chiều dài một nhánh cáp quân lên tang:

1 Ha 12*3 24 @m)

II = 12, chién cao nang danh nghĩa

a =2, bội suất palăng,

Bain 260, lá khoảng cách tối đa cho phép giữa ròng roc va lang Vậy:

Bề dây tạng 6 0.02T,+ (6 101 - 15mm)

t = 88 : Dưởc cáp

@: hệ số giãn ứng suất @ = 1.08: déivdi tang bằng gang

K= I: hệ số phụ thuộc số lớp cáp cuỗn lên tang

Vậy ta chọn khớp nếi theo tiêu chuẩn, với số liệu sau:

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

Với: K 1.3, hệ xố điều kiện làm việc

— ơ¿= 0.53 (MPA) [{ơa]} vậy dũ bên

Điều kiện làm việc của chốt:

— Vay o,-18[ {o.} Vay di bén

3.1.5 Khép xich con lăn:

3.1.5.1 Mômen do vật gây ra trên tang:

*5, )

M, 2 Soe — 1a26 754( Nụ)

S„„— 6313 (N), lưc căng trên nhánh đây nâng vật

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ý{TỚÚ :

k=02 M’ 2539 (Km) {S} = 7, hệ số an toàn

nụ = 30.88 (vong /phut)

=> $=206 > {8} Vậy đũ bên 3.1.6 Chọn động cơ điện:

+ Công thức tĩnh khi nông vật

! Hiệu suất của bộ truyền

DE Mp Mee Mal MK MMaasen Nensee =0.776

tụ = 0.99 : hiệu suất palăng

tụ — 0.96 : hiệu suất tang

nOl — 0.99: hiệu suất ổ lần

nk =0.99: hiệu suất khớp

Tị mscn = 0.96: hiệu suật bộ truyền cấp nhanh

rịmscc — 0.98 : hiệu suất bộ truyền cấp chậm

+ Céng suat can thiết trên trục động cơ:

1 Tỷ số truyền chung la: uy = 31.1

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

3.2.2 Số vòng quay trên mỗi trục:

Int = nD€ = 960 (vóng/ phút) +nI = n⁄u1= 143.28 (vòng / phút)

1 nHl = n2 42 = 3088 (vòng / phút

+ Bánh lớn thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn IIB;= 192.240 có ở,,=

Chon dé rm banh ring nhỏ HB¿ = 245

Chon dé rin ban ring [én 0 LIB, = 230 khi đó

8H lim] = 2HB] 170 =560 MPA 6Flim! = 1.8HB2 =441 MPA

SH lim? = 414 MPA

8 Vim? =470 MPA

+48 sé tdi tho

Với 1134350 => mụ =6 nụ: bậc cúa đường cong mới)

+ Nho : số chủ kỉ thay đổi ứng suất cơ sở khi thủ về tiếp xúc

To = 30 HB™ = 30* 23074 =1.4 107

Thời gian làm việc tính bang gid

Te -214365*A*K, "Kay Trong đó

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

A =l0năm

Kn —05: hệ sổ tuổi thọ

ng — 0.67 : hệ số sử dụng theo ngày

—> TE- 29346 Giờ) + Theo (6-7)-[1], ta có

Np 60*c*J(T/Tu„) *n*t

C1, Cặp bánhrũng ấn khớp my: Vận tốc làm việc của trục (hú ¡

¡ : Thời gián làm việc trong rnỘi cỉni kỳ

T¡: Mômen xoắn thứ ¡ trong một chủ kỳ 'T„„„ : Mômen lớn nhất trong một chu ky

Vậy:

Nu = 60°1*143.2829346(12*0.6+0.52%0.220.31%0,2) =15,9 10”

Niợa > Ngọi —> là chọn Nggy 1 Tương tự ta có: Nưạ >Ngo; = Km;=1 Như vậy theo (6- 2)[1], ta xác địng sơ bộ

{8n} = ðnum Km/Bn

+{8H1] - 560/1.1 — 509 (Mpa) + {S112} = 170/1.1 = 445 (MPA)

Vi đây là cặp bánh rằng trụ răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho phép là

=> Nog, = 60] *29346"143.28(1°*0.6+0,5°"0.240,3°"0.2) =15.9 10"

với Ngạ >Ngạ„; ta chọn Ky =1

Tương Lự ta có: Ngư > Neg, tá chọnKma— Ì

Theo (6-24) 41], Với bộ truyền quay bai chiều chọn Kyc — 0.8 Vay với các số liệu như trên ta tính được :

{ôm} ~ 201.6 MPa {8m} - 189.1 MPa

4.3 Xác dịnh những thông số cơ bản của bộ truyền

4.3.1 Tính toán bộ tryển bánh răng cập nhanh

ang= kea*(uy-1Y

Tisdétuyénu 67

#⁄2:= 0,3 (răng thâng không dối xứng), (bảng 6-6)-[1]

KH :hê số kể đến sự phân bố không đều lãi lrọng

2x — 0,5 ¿„(m1 1) — 1.223

với wyy 1223 + mmbáng(67)Jl|Lsơđổã acer Keg 1,2

4.3.1.2 Xáo định cáa thông số ấn khớp:

=201 (mm)

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

Mê đun m=(G,01 0,12)ay=2.01 4.02

4.3.1.3 Kiểm ngiém răng vẻ độ bên tiếp xúc

Tùng suất tiếp xúc xuất hiện trên bể mặt răng thoá mắn điều kiện tiếp

Ze > hésé tinh dén sur tring khép cia ring thing # 0

đại = 51 ( mm }

Theo bằng (6_13_klảng cấp chính xác 8 + Tra bing( 6.16}[1] >g.= 36

| Tra bing (6.15}[1] voi HB < 350 = 8, = 0.006

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

Nhận xẻ: - Vì chênh lệch öng và Šn quá lồn nên ta giảm chiêu rộng của

Ta chọn chiêu rộng của bánh răng là bụ =45(mnm)

4.3.1.4 Kiểm ngiệm rằng vẻ độ bên uốn

Dẻ đảm bảo điểu kiện uốn cho răng ứng suất sinh ra tại chân rằng không,

Y, —1 bảnh răng thẳng

Y, =1 bảnh răng phay +Kp Kg,xK„„xKwy

với w¿ 072 Trabâng(627)-|I| Sơ đổ5 = kg 141

Tra bang(6.15)-[1], 5p 0.016 Tra bâng(6.16)-|1J.g„ 56

36, < |#r] =2016(Mpa) vae 8p) < {8p}, = 189.1 (Mpa)

{Sp}1= Em) *Y/*Y,* K„y = 201.6*1*1*1 = 201.6 (MP4) {Sp }2 = {Sm} "YY," Ker = 189.1°1"1*] = 189.1 (MPa)

Kur = 1 (do d, <400 mm)

Y,=1 bánh răng phay

Y, 1.08-0.06n3 1

{8m} 201.6(MPs) : ứng suất uốn cho phép

{Sm} = 189.1 (MPa ) : ung suat uén cho phep

Như vậy cặp banh ring cấp chậm đảm bảo độ bên uốn

4.3.1.5 Kiểm ngiệm răng vé qua ti

Hệ số quả tái Ky=2.2

Thư vậy cặp bánh răng cập chậm đảm bảo độ bản quá tải

4.3.1.6 Các thông số của bộ ruyén cấp nhanh

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVID: Trin Dink Son

Tường kính đây răng dq = dy -2.5xm = 43.5 mm ; dp = d;-2 5xm = 334.5

You = 0.4 (wi tri banh ring không đối xứng )

Wa = O5x Me (u+1)=05x0.4(4.64 H )=1.092

— kH = 1.07( ira bang (6.7}f1], so dd b vei“ = 1.092 )

[309935107

4.3.2.5 Xác định các thông của bộ truyền

Tacó môđun m=(001 002)ay= 269.528

Tinh lai if 86 truyén thite:u, (7 +72) /2 4.66

Hệ số dịch chính :y =aye/m -0.5(Z;+2Z2) =0 Vậy đây không phải là cập bánh răng địch chính

4.3.2.6 Kiểm ngiệm răng vẻ độ bên tiếp xúc

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ý{TỚÚ :

+ Ku=Kn @ Kuø Kmv Với Km g =1,095

Kua 1

Koy được tỉnh như sau:

V = 3,14.ny.dw2/60000 = 0.719 (m/s) V<6 (1s) —> chọn cấp chính xác là 9 Tra bang( 6.16)-[1], go= 56

bánh răng cấp chậm đám báo độ bên tiếp xúc

4.3.2.7 Kiếm ngiệm răng về độ bên uốn:

11.175 0.56 0,602

Puy Fy 32 va Fy 72 149 (Hệ sẽ địch chỉnh x=0 }

2F Kg Evy,

~ 1.05

Kp = 1.16"1.37"1,05 = 1.67 Kw=l+

8m= 109.53(MPA) < {8m} = 201.6 (MPa) 8m — 103.76( MPA) < {8m} ~ 189.1 (MPa)

(Trong đã thì {8m} va{8m} duoc tinh nhu phẩn kiếm bẻn ) Nhu vậy cặp bánh rằng cấp nhanh đâm bão độ bên nón

4.3.2.8 Kiểm nghiệm vẻ quá tải:

Theo (6-48)-|1|, Với hệ số quả tải Kqt — (Ta /T) ~ 22 thủ tôm me ổn /K„ 439Y22 651 (Mpa) < {Sumas} 1260 (Mpa)

Tường kính day ring: dp = đị-2/5m = 88.5 ( mm); dp2 = 439.5 (mm )

5.1 Chon vật liệu chế tạo trục :

Chen thép 45 tôi cải thiện có HB = 2⁄11 28%

6, 850 (Mpa) va 5, 880 (Mpa)