động cơ điện và phân phối tỷ số truyền có bản vẽ đi kèm để lại tin nhắn nhận bản vẽ

Lời Nói ĐầuHiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh, mang lại những lợi ích cho con người về tất cả những lĩnh vực tinh thần và vật chất .Để nâng cao đời sống nhân dân và để

Lời Nói Đầu

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh, mang lại những lợi ích cho con người về tất cả những lĩnh vực tinh thần và vật chất Để nâng cao đời sống nhân dân và để hòa nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới

là nước ta sẽ trở thành nước công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

Để thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển đó

là ngành cơ khí vì ngành đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân Muốn thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hóa theo dây chuyền trong sản xuất.

Chúng Em là sinh viên Khoa Cơ Khí Công Nghệ nói riêng và những sinh viên Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi kiến thức đã được dạy trong trường để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực vào trong công cuộc phát triển đất nước

Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa có nên

Đồ Án của Em còn nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô

để Đồ Án của Em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy, Cô trong khoa Cơ khí trường Đại Học Học Công Nghiệp Hà Nội và đặc biệt là sự hướng

dẫn tận tình của thầy: MAI ĐÌNH HÙNG.

Hà Nội, Ngày 30 Tháng 6 Năm 2010

SVTH:

Phần I: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền.

I: Xác định công xuất sơ bộ của động cơ:

1,Công suất động cơ.

tác giả trịnh chất-lê văn uyển có

Hiệu suất bộ truyền đai đ = 0,96 Hiệu xuất một cặp bánh răng br= 0,99 Hiệu xuất một cặp ổ lăn  = 0,995 Hiệu xuất khớp nối k= 0,99

  = 0,96 0 , 99 2.0 , 995 4 0,99 = 0,9173

Công xuất làm việc trên trục công tác Pt =  Plv

Plv : công xuất làm việc trên trục tang

T t

t T

1

2 1 2

1

1 ) ( )

8 , 6

5 , 2

Trong đó Uh : tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Uđ : tỷ số truyền của đai

Tỷ số truyền của các bộ truyền tra bảng (2.4) sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ

khí tác giả trịnh chất-lê văn uyển có

Từ các kết quả tính: Công suất cần thiết Pct = 0,2917,9 = 3,162 (kw) và nđb =

1500 (vg/ph) Chọn động cơ có nhãn hiệu K132S4 có các thông số kỹ thuật chế tạo Pđc

Phân Uh thành hai tỷ số truyền

-Chọn đai vải cao su.

-Xác định các thông số của bộ truyền

4 = 157,8…186,5 (mm)chọn d1 theo tiêu chuẩn  d1 = 180 (mm)

+nghiệm điều kiện vận tốc

Lấy d2 theo tiêu chuẩn  d2 = 360 (mm) (bảng 15 BTCTM)

+ Tốc độ quay thực tế của bánh đai bị dẫn là

180

715 

% = 1,42% < 5%  đạt yêu cầuKết luận : d1 = 180 (mm)

180 14 , 3 3400

2 2 1 min

2 1

d L

d d

L

.4

.2

2

2 1 2 2 1

180 2

540 14 ,

57o 

= 172o >150o  Thỏa mãn+ Xác định tiết diện và chiều rộng bánh đai

Với đai vải cao su 401

Trị số  tiêu chuẩn là  = 5 (mm) (với số lớp là 4)

la ứng suất có ích cho phép xác định bàng thưc nghiệm

Bộ truyền đặt nằm ngang,điều chỉnh định kỳ lực căng nên chọn





.Trị số của hệ số tải trọng động kđ = 1,35

II: Thiết kế bánh răng

+ Tính ứng suất tiếp xúc cho phép với chu kỳ cơ sở o

N / với mH là bậc của đường cong mỏi

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc NHO = 30.HB2.4

T u

.

3

max 1

1 với c ,ni,Ti,ti lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay,số vòng quay, mô men xoắn, tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

NHE2 = 60.1.6705,07   18000

6

5 , 3 6 , 0 6

5 , 2

1 560

H2 = 481 , 8

1 , 1

1 530

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn NFO1 = NFO2 = 4.106

 Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương NFE1 = 60.c i n i t i

T

T

.

T u

.

3

max 1

1

NHE2 = 60.1.6705,07   18000

6

5 , 3 6 , 0 6

5 , 2

+ Hệ số an toàn khi tính về uốn SF = 1,75

 F1 = 252

75 , 1

1 1 441

F2 = 236 , 57

75 , 1

1 1 414

1

ba H

HB

u

K T



+ Theo bảng (6.5) , (6.6) sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tác giả trịnh chất-

lê văn uyển ta chọn Ka = 49,5

, 481

05 , 1 17 , 56622

= 164,29 (mm)Lấy aw1 = 164 (mm)

a w

= 2,5.(26.164,07 1)

 = 18,55

=

2

) 109 18 (

5 ,

=158,75 (mm) Lấy aw1 = 160, do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 158,75 (mm) lên 160 (mm)

1000

z z

Dựa vào gảng (6.10a) ta có k x= 0,122

) 109 18 (

122 ,

1

2 ).

( 5 , 0

z z

y z z

5 , 0 ).

18 109 ( 515 ,

cos

w

a

m z

)1.(

2

2 1 1

1 1

w w

H

d u b

u K

+ Theo bảng (6.5) ta có hệ số kể đến cơ tính của vật liệu ZM = 274 (Mpa1/3)

cos 2

1 1

z

z  ) = 1,88 – 3,2.(

109

1 18

4 

= 0,88+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH = K H K HV K H

 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp K H= 1

w w H

K K T

d b

2

.

u

a V

o H



V =

60000

.d w1 n1



=

60000

705 33 , 45 14 , 3

= 1,67 (m/s)Theo bảng (6.13) chọn cấp chính xác là8

 H = 274.1,72.0,88 2

33 , 45 06 , 6 64

) 1 06 , 6 (

1487 , 1 17 , 56622

đó zR = 0,95 ; với da <700 (mm), kxH = 1

 H = 481,8.1.0,95.1 = 457,71 (MPa)

Ta có H = 440,93 (MPa) < H = 457,71 (MPa)  thỏa mãn

- Kiểm nghiệm răng về ứng suất uốn

1

F

 = T b K d Y Y m Y

w w

F F

.

2

w w F

K K T

d b

2

u

a V

o F

+ Số răng tương đương

zv1 =



3 1

cos

Z

=

0 cos

109

3 = 109theo bảng (6.18) ta được YF1 = 4,03

1

2 1

F

F F F

7 , 1

 = F2.K qt = 37,26 1,7 = 63,342 (MPa) < F2 max = 360 (MPa)

- Các thông số khác của bộ truyền

=

0 cos

18 5 , 2

=

0 cos

109 5 , 2

= 272,5 (mm)+ Đường kính đỉnh răng

da1 = d1 + 2.m.(1 + x1 - y ) = 45 + 2 2,5.(1 + 0,157 - 0,015) = 50,71 (mm)

da2 = d2 + 2.m.(1 + x2 - y ) = 272,5 + 2 2,5.(1 + 0,358 - 0,015) = 279,215 (mm)

+ Đường kính đáy răng

df1 = d1 – (2,5 – 2.x1) m = 45 – (2,5 – 2.0,157) 2,5 = 39,535 (mm)

df2 = d2 – (2,5 – 2.x2) m = 272,5 – (2,5 – 2.0,358) 2,5 = 268,04 (mm)+ Đường kính lăn

2 1 1

Z Z

y d

Z Z

y d

.

.

ba H

HB

u

K T

lê văn uyển ta chọn Ka = 43

, 495

12 , 1 085 , 168539

= 208,3 (mm)Lấy aw2 = 210 (mm)

a w 

=

) 1 63 , 3 (

5 , 2

35 cos 210 2



o

= 29,72 ( răng)Lấy Z1 = 30 (răng)

2

) (

w

a

z z

)1.(

2

2 2 2

2

w w

H

d u b

u K

cos 2

ở đây b là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

 tgb = cost.tg = cos (23,95).tg(34,20) = 0,621

Với t  tw = arctg.(costg ) = arctg (

35 cos

1 1 2 , 3 88 , 1

1 2 , 3 88 ,

+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH = K H K HV K H

 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp K H= 1,13

w w H

K K T

d b

2

. 2

u

a V

o H



V =

60000

.d w2 n2



=

60000

116 32 , 85 14 , 3

= 0,517(m/s)Theo bảng (6.13) chọn cấp chính xác là 9

) 1 63 , 3 (

22 , 1 168539.085

m

 ),do đó zR = 0,95 ; với da <700 (mm), kxH = 1

 H = 495,45.1.0,95.1 = 470,67 (MPa)

Như vậy H = 412,5 (MPa) < H = 470,67 (Mpa)  Thỏa mãn

- Kiểm nghiệm răng về ứng suất uốn

F

 = T b K d Y Y m Y

w w

F F

.

2

w w F

K K T

d b

2

u

a V

o F

+ Hệ số trùng nghiêng của răng Y = 1 - 140 = 1 - 14035 = 0,75

+ Số răng tương đương

1

2 1

F

F F F

7 , 1

 = F2.K qt = 104,34 1,7 = 177,37 (MPa) < F2 max = 360 (MPa)

- Các thông số khác của bộ truyền

+ Đường kính vòng chia d1 =



cos

.z1m

= cos2,534.109,20 = 329,47 (mm)+ Đường kính đỉnh răng da1 = d1 + 2.m = 90,68 + 2 2,5 = 95,68 (mm)

Z Z

y d

Z Z

y d

PHẦN III : Thiết kế trục1: Chọn vật liệu chế tạo trục.

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 thường hóa có

Độ cứng HB = 200

Giới hạn bền b = 850 (Mpa)

Giới hạn chảy ch = 340 (MPa)

ứng suất xoắn cho phép   = 15…30 (MPa) chọn   = 20 (MPa)

55539

= 26,45 (mm)Lấy d1 = 26 (mm)

3 , 332145

= 43,62 (mm)Lấy d2 = 44 (mm)

8 , 1187482

= 68,27 (mm)Lấy d1 = 68 (mm)

Do lắp bánh đai lên đầu vào của trục I nên không cần quan tâm đến đường kính trục động cơ điện

B: Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lưc.

- Theo bảng (10.2) ta chọn Chiều rộng ổ lăn là bo = 25 (mm)

- Chiều dài mayơ bánh đai và bánh răng

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành

trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

Trục 1 quay ngược chiều kim động hồ nên cq1 = 1

Bánh răng trụ răng thẳng nên hr12 = 0

Ft12 =

12 1

2

2

= 2415 (N)  Fx12 = 2323 1.1.2415 = 2415(N)

 FY11 - FY12 + FlY10 + FlY11 = 0

Phương trình mô men : M ( A) = FY11 l12 + FY12 l13 - FlY11 l11 = 0

1 2

1 2

tdj j

M d

A td A

M

d  = 3

67 1 , 0

71356

= 22 (mm)+ Tại tiết diện D-D

1 3  1

1 ,

D td D

M

d  = 3

67 1 , 0

48098

= 19,29 (mm)+ Tại tiết diện C-C

1 3  1

1 ,

C td C

M

d  = 3

67 1 , 0

177500

= 29,8 (mm)Xuất phát từ các yêu càu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau :

d1D = 24 (mm)

d1A = 25 (mm)

d1C = 36 (mm)

d1B =25 (mm)

- Xác định then và kiểm nghiệm độ bền của then

Ta có đường kính vòng lăn bánh răng trụ răng thẳng chủ động là 39,535 ma đường kính của trục một tại vị trí lắp bánh răng là 36 nên ta chọn chế tạo bánh răng đồng trục và không sử dung ghép then

-Xác định điều kiện bền dập: áp dụng công thức 9.1 ( TT-TKHDĐCK)

Với d ứng suất dập cho phép: tra bảng 9.5 (TT-TKHDĐCK) d 100 ( MPa)    

+Tại tiết diện D-D

Với ltI1 = (0,8…0,9).lm11 = (0,8…0,9).32 = 25,6…28,8 chọn ltI1 = 29(mm)

 d = 242..2956622.(8.75) = 53  d = 100 (MPa)

(Thỏa mãn điều kiện)

+Tại tiết diện C-C

Với ltI2 = (0,8…0,9).lm12 = (0,8…0,9).39 = 31…35chọn ltI2 = 35(mm)

 d = 362..3556622.(8 ,75)

 = 29,38  d = 100 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện)

- Xác định điều kiện bền cắt: áp dụng công thức 9.2 ( TT-TKHDĐCK)

 c ứng suất cắt cho phép  c 20 30 ( MPa)

1





I tI D C

b l d



I tI C C

b l d

T

(Thỏa mãn điều kiện)

- Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau:

 

2 2

j j j

  s - hệ số an an toàn cho phép, thông thường  S = 2.5…3

 sj- hệ số an toàn chỉ xét riêng cho ứng suất pháp tại tiết diện :

1 aj

j

s K

 - giới hnaj mỏi uốn với chu kì đối xứng Vì vật liệu thép chế tạo trục ban đầu chọn

là thép 45 do vậy 1  0 , 436 b= 0,436 850 = 371 (MPa)

,

aj mj

  - biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp tại tiết diện j

Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, do đó:

j

bt d t d

j

dj mj

s K

 - giới hạn mỏi uốn với chu kì đối xứng Vì vật liệu thép chế tạo trục ban đầu chọn

là thép 45 do vậy   0 , 58 1 = 0,58 371 = 215

,

aj mj

  - biên độ và trị số trung bình của ứng suất tiếp tại tiết diện j:

Khi trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch dộng:

oj

j

bt d t d

A

I A I I A A

d

t d t b d W

1

2 1 1 1

3 1 1

2

) (

32

) 5 25 (

5 10 32

25 14 ,

I A

1   2



A

I A I I A A

o

d

t d t b d W

1

2 1 1 1

3 1 1

2

) (

16

) 5 25 (

5 10 16

25 14 ,

I A

1

2





2666 2

7 , 56622

= 10,41 (MPa)

x 1

dj

y

K K K

K - hệ số tăng bề mặt của trục, phụ thộc vào tăng bề mặt cơ tính vật liệu

-Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt do vậy : K y= 1

d

K

K K K

01 , 2

d

K

K K K

88 , 1

a A d A

K

S

1 1

1

1 1

a A d A

K

S

1 1

1

1 1

2

1

2 1

1 1 1

.

A A

A A A

S S

S S S

 = 2,9  S ( thỏa mãn điều kiện)

C

C I I C C

d

t d t b d W

1

2 1 1 1

3 1 1

2

) (

32

) 5 36 (

5 10 32

36 14 ,

I C

1

2

o

d

t d t b d W

1

2 1 1 1

3 1 1

2

) (

16

) 5 36 (

5 10 16

36 14 ,



C o

I C

1

2





9134 2

7 , 56622

= 3,04 (MPa)

K - hệ số tăng bề mặt của trục, phụ thộc vào tăng bề mặt cơ tính vật liệu

-Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt do vậy : K y= 1

Y

X C

d

K

K K K

01 , 2

d

K

K K K

88 , 1

a C d C

K

S

1 1

1

1 1

C m C

a C d

C K

S

1 1

1 1 1

.

C C

C C C

S S

S S S

 = 3,95  S ( thỏa mãn điều kiện)







Bánh 4 là bánh bị động do đó cb24 = -1

Trục 2 quay cùng chiều kim động hồ nên cq1 = -1

Ft24 =

24 2

2

w

d

T

= 2.337078274,6.17 = 2419 (N)  Fx24 =  143143 1.1.2419 = -2419 (N)

 Bánh 3 và bánh 5 là bánh chủ động do đó cb23 = cb25 = 1

Hướng răng trên bánh 3 trái,bánh 5 phải nên hr23 = - hr25 = -1

 FlY20 - FY23 + FY24 - FY25 + FlY21 = 0

Phương Trình mô men : M ( A) = FY23 l22 - FY24 l23 + FY25 l24 - FlY21 l21 = 0

2 2

2

2 M 0 75 T

M t Y E E

X   = 197759 2  301873,5 2  0 , 75 337078 17 2 = 461400 (Nmm)

tdj j

M d

0 

C td C

M

d  = 3

55 1 , 0

461500

= 43,77(mm)+ Tại tiết diện D-D

2 3  2

1 ,

D td D

M

d  = 3

55 1 , 0

510000

= 45,26(mm)+ Tại tiết diện E-E

2 3  2

1 ,

E td E

M

d  = 3

55 1 , 0

461400

= 43,77(mm)Xuất phát từ các yêu càu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau :

d2A = d2B = 30 (mm)

d2C = 48 (mm)

d2D = 50 (mm)

d2E = 48 (mm)

- Xác định then và kiểm nghiệm độ bền của then.

Dựa vào tính toán xác định đường kính trục tại các tiết diện như trên

Tra theo bảng 9.1a ( TT-TKHDĐCK) ta chọn được thông số của then lắp trên trục I như sau

Kích thước tiết diện then: bII = 14 ( mm )

hII = 9 ( mm )

Chiều sâu rãnh then: trên trục tII1 = 5,5 ( mm )

trên lỗ tII2 = 3,8 ( mm )

-Xác định điều kiện bền dập: áp dụng công thức 9.1 ( TT-TKHDĐCK)

Với d ứng suất dập cho phép: tra bảng 9.5 (TT-TKHDĐCK) d 100 ( MPa)    

+Tại tiết diện C-C

Với ltII1 = (0,8…0,9).lm23 = (0,8…0,9).57 = 45,6…51,3 chọn ltII1 = 51 (mm)

 d = 482..33707851.(9.517,5) = 77,53  d = 100 (MPa)

(Thỏa mãn điều kiện)

+Tại tiế t diện D-D

Với ltII2 = (0,8…0,9).lm24 = (0,8…0,9).65 = 52…58,5 chọn ltII2 = 58(mm)  d = 502..33707858.(9.517,5) = 65,44  d = 100 (MPa)

(Thỏa mãn điều kiện)

Tại tiết diện E-E

Với ltII3 = (0,8…0,9).lm25 = (0,8…0,9).59 = 47,2…53,1 chọn ltII3 = 49 (mm)  d = 482..33707849.(9.517,5) = 80,6  d = 100 (MPa)

(Thỏa mãn điều kiện)

- Xác định điều kiện bền cắt: áp dụng công thức 9.2 ( TT-TKHDĐCK)

 c ứng suất cắt cho phép  c 20 30 ( MPa)

2





II tII C

2.. . 2.50337078.58.14.17

2 2

2





II tII D C

b l d

2





II tII E

C d l b

T

(Thỏa mãn điều kiện)

- Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

d

t d t b d W

2

2 1 2 1

3 2 2

2

) (

32

) 5 , 5 48 (

5 , 5 14 32

48 14 ,

II C

2

2

o

d

t d t b d W

2

2 1 2

1

3 2 2

2

) (

16

) 5 , 5 48 (

5 , 5 14 16

48 14 ,

II C

2

2



 

20255 2

17 337078

= 8,2 (MPa)

x 1

dj

y

K K K

K - hệ số tăng bề mặt của trục, phụ thộc vào tăng bề mặt cơ tính vật liệu

-Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt do vậy : K y= 1

K

K K K

01 , 2

d

K

K K K

88 , 1

a C d

c K

S

2 2

a c d c

K

S

2 2

2

1 2

2 2 2

.

C C

C C C

S S

S S S

 = 3,47  S ( thỏa mãn điều kiện)

d

t d t b d W

2

2 1 2

1

3 2 2

2

) (

32

) 5 , 5 50 (

5 , 5 14 32

50 14 ,

Có ứng suất tiếp là :

D o

II D

o

d

t d t b d W

2

2 1 2

1

3 2 2

2

) (

16

) 5 , 5 50 (

5 , 5 14 16

50 14 ,

II D

2   2

23006 2

17 337078

= 7,3(MPa)

x 1

dj

y

K K K

K - hệ số tăng bề mặt của trục, phụ thộc vào tăng bề mặt cơ tính vật liệu

-Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt do vậy : K y= 1

d

K

K K K

01 , 2

d

K

K K K

88 , 1

a D d

D K

S

2 2

a c d c

K

S

2 2

2

1 2