tieu luận nguyên lý máy spkt CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

Xác ịnh các thong số của xích và bộ truyền:động cơ điện.. Kiểm nghiệm răng về ộ bền tiếp xúc:động cơ điện.. Kiểm nghiệm răng về ộ bền uốn.động cơ điện... Kiểm nghiệm răng về ộ bền tiếp x

I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: -1

1 Chọn ộng cơ iện.động cơ điện động cơ điện -1

1.1 Công suất trên trục ộng cơ iện:động cơ điện động cơ điện -1

1.2 Số vòng quay sơ bộ của ộng cơ iện:động cơ điện động cơ điện -2

1.3 Tỉ số truyền của hệ thống. -2

2 Phân phối tỉ số truyền: -3

2.1 Tỉ số truyền thực tế. -3

2.2 Công suất trên các trục: -4

2.4 Momen xoắn trên các trục: -4

II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH. -5

1 Chọn xích: -5

2 Xác ịnh các thong số của xích và bộ truyền:động cơ điện -5

3 Tính kiểm nghiệm xích về ộ bền.động cơ điện -7

4 Đường kính ĩa xích:động cơ điện -7

5 Lực tác dụng lên trục: -8

Trong óđộng cơ điện -8

III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC. -9

1 Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng: -9

2 Phân phối tỉ số truyền: -9

3 Xác ịnh ứng suất cho phép:động cơ điện -9

4 Tính toán cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng: -11

4.1 Xác ịnh sơ bộ khoảng cách trục: theo (6.15a) :động cơ điện -11

4.2 Các thông số ăn khớp : -11

4.3 Kiểm nghiệm răng về ộ bền tiếp xúc:động cơ điện -11

4.3 Kiểm nghiệm răng về ộ bền uốn.động cơ điện -13

4.4 Kiểm nghiệm răng về quá tải: -14

5) Tính bộ truyền cấp chậm: -15

5.1 Xác ịnh sơ bộ khoảng cách trụcđộng cơ điện -15

5.2 Kiểm nghiệm răng về ộ bền tiếp xúcđộng cơ điện -17

5.3 Các thông số của bộ truyền : -18

TÀI LIỆU THAM KHẢO -19

I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN :

1 Chọn ộng cơ iện.động cơ điện động cơ điện

1.1 Công suất trên trục ộng cơ iện:động cơ điện động cơ điện

Gọi Pct - Công suất cần thiết trên trục ộng cơ.động cơ điện

Pt - Công suất trên trục công tác

η - Hiệu suất chung.

Pct = P tđ

η (1)

với η=¿ η nt η ol4 η br3 .η x

Trong ó, theo bảng 2.3, trị số hiệu suất các loại bộ bộ truyền và ổ:động cơ điện

η nt = 1 hiệu suất nối trục.

η ol = 0,995 hiệu suất 1 cặp ổ lăn.

η br = 0,97 hiệu suất 1 cặp bánh răng trụ

η x = 0,93 hiệu suất bộ truyền xích.

 η = 1 0,9954

.0,973.0.93 = 0,831 => Pct = P tđ

5,250,831 = 6,32 (kw)

- Theo nguyên lý làm việc thì công suất của ộng cơ phải lớn hơnđộng cơ điện

công suất làm việc Do ó ta phải chọn ộng cơ có động cơ điện động cơ điện P đc≥P t

1.2 Số vòng quay sơ bộ của ộng cơ iện:động cơ điện động cơ điện

Z = 11 (răng) Số răng ĩa xíchđộng cơ điện

Ubr = 10 Tỉ số truyền của truyền ộng bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 động cơ điện.cấp

Ux = 3 Tỉ số truyền ộng xíchđộng cơ điện

 ut = 10.3 = 30thay vào (2) ta có:

nsb = 30 81,80 = 2454 (vòng/phút)

 Chọn nđộng cơ điện b = 3000 (vòng/phút)

Vậy, với Pđộng cơ điện c > Pt và nđộng cơ điện b = 3000 (vòng/phút) Theo bảng 1.3, ta chọn ộng cơ 4A112M2Y3, có n

động cơ điện động cơ điện c = 2922 (vòng/phút), Pđộng cơ điện c = 7,5 (kw) > Pt

2 Phân phối tỉ số truyền:

2.1 Tỉ số truyền thực tế

u = u u đc

lv

Trong ó: uđộng cơ điện động cơ điện c số vòng quay của ộng cơđộng cơ điện

ulv số vòng quay của trục công tác

 u = u đc

u lv =

292281,80 = 35,72 (vòng/phút)

Vậy, ta chấp nhận kết quả: un = 3,464 (vg/ph) và uc = 2,887 (vg/ph)

2.2 Công suất trên các trục:

Ta có Pct = 6,32 (kW)Trục I: PI = Pct.η nt.η ol = 6,32.1.0,995 = 6,29 (kW)

Ta có công thức: T = 9,55.10

6

P n

Trục I: TI = 9,55.106 P I

9,55.106 6,29

2922 = 20557,677 (N.mm)

Trục II: TII = 9,55.106 P II

9,55.106.6,07843,53 =68721,33 (N.mm)Trục III: TIII = 9,55.10

6 P III

9,55.106.5,86292,2 = 191522,93(N.mm)Trục IV: TIV = 9,55.10

6

P IV

9,55.106.5,4681,8 = 637444,987 (N.mm)

2 Xác ịnh các thong số của xích và bộ truyềnđộng cơ điện :

Ta có: ux = 3

Theo bảng 5.4, ta chọn số răng ĩa xích dẫn Zđộng cơ điện 1 = 25

 Số răng của ĩa xích bị dẫn: Zđộng cơ điện 2 = ux.Z1 = 3.25 = 75 < Zmax = 120

Chọn Z2 = 75 (răng)

Theo công thức 5.3, công suất tính toán:

Pt = P.k.kz.knTrong ó, với Zđộng cơ điện 1 = 25, kz = 25/Z1 = 1 (hệ số răng)

Với n01 = 200 vòng/phú, kn = n01/nIII = 200/292,2 = 0,68 (tra bảng 5.5)

Hệ số sử dụng: k = kđộng cơ điện..ka.ko.kđộng cơ điện c.kbt.kc = 1,2.1.1.1.1,3.1,25 = 1,95

- kđộng cơ điện. = 1,2 Tải trọng va ập nhẹđộng cơ điện

- ka = 1 Chọn khoảng cách trục a = 40.p

- k0 = 1 Đường tâm các ĩa xích làm với phương nằmđộng cơ điện ngang một góc < 40o

- kđộng cơ điện c = 1 Điều chỉnh bằng một trong các ĩa xích.động cơ điện

- kbt = 1,3 Môi trường có bụi, chất lượng boi trơn loại II

- kc = 1,25 Bộ truyền làm việc 2 ca

Suy ra, Pt = P.k.kz.kn = 5,86.1,95.1.0,68 = 7,77 (kW)Tra bảng 5.5, với n01 = 200 (vg/ph), chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích

p = 25,4 (mm) thỏa iều kiện bền mòn: động cơ điện

Pt < [P] = 11,0 (kW) Đồng thời theo bảng 5.8, p < pmax

Khoảng cách trục a = 40p = 40.25,4 = 1016 (mm);

- Theo công thức (5.12) số mắc xích:

3 Tính kiểm nghiệm xích về ộ bềnđộng cơ điện .

Theo bảng 5.10 với n = 200 vg/ph, [s] = 8,2 Vậy s > [s]: bộ truyền xích ảm động cơ điện.nảo ộ bền.động cơ điện.

4 Đường kính ĩa xích:động cơ điện

Các kích thước còn lại tính theo bảng 13,4

- Kiểm nghiệm ộ bền tiếp xúc của ĩa theo công thức (5.18)động cơ điện động cơ điện

σ H 1=0,47√k r(F t K đ+F vđ)E /( A k d)≤[δ H][σ H¿ứng suất tiếp súc cho phép MPa

Fvđộng cơ điện. lực va ập trên 1 dãy xích (m=1 Số dãy xích)động cơ điện

E= 2,1 105 (MPa) Mo un àn hồi.động cơ điện động cơ điện.

 σ H 1 =0,47√0,42(1896.1+6,22) 2,1.105

180.1 =453,76 (MPa)

 Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện ạt ộ rắn HB170 sẽ ạt ứng suất động cơ điện động cơ điện động cơ điện.tiếp xúc cho phép

[σ¿ = 500 MPa ảm bảo ược ộ bền tiếp xúc cho răng ĩa 1 động cơ điện động cơ điện động cơ điện động cơ điện

 Tương tự với σ H 2<[σ ] với cùng vật liệu và nhiệt luyện.

5 Lực tác dụng lên trục:

Theo công thức 5.20

Fr= Kx.FtTrong ó động cơ điện

Kx= 1,05 hệ số kể ến trọng lượng xích khi bộ truyền nằm ngang hoặc động cơ điện.nghiêng một góc < 40o

Bánh răng lớn : chọn thép 45 tôi cải thiện ạt ộ cứng HB192…động cơ điện động cơ điện

240 có

Giới hạn bền: σ b 1=750 MPaGiới hạn chảy: σ ch1=450 MPa

2 Phân phối tỉ số truyền:

Uh= 10 (vg/ph)

Un = 3,464 (vg/ph)

Uc = 2,887 (vg/ph)

3 Xác ịnh ứng suất cho phépđộng cơ điện :

Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện ạt ộ cứng HB180…350động cơ điện động cơ điện

σ HLim o = 2HB + 70 ( MPa)

SH= 1,1 hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc

σ Flim o = 1,8 HB ( MPa)

SH=1,75 hệ số an toàn khi tính về uốn

Chọn ộ răng bánh nhỏ HBđộng cơ điện 1 = 245, ộ rắn bánh lớn HBđộng cơ điện 2= 230, khi ó:động cơ điện

NHE = 60c∑¿¿)3niti

NHE2 = 60c.n u1

1.∑t i∑¿ ¿)3 t i

∑t i

Trong ó động cơ điện

c=1 Số lần ăn khớp trong một vòng quay

Suy ra, NHE1 > NHo1 => KHL1 =1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[σ H] = σ Hlim o

KHL/SH [σ H]1 = 560.1/1,1 = 509MPa [σ H]2 = 530.1/1,1 =481,8MPaTheo sơ ồ hệ thống tải trọng ta có hệ thống bánh răng cấp nhanh sử dụng động cơ điện.răng nghiêng, the (6.12) ;

Do ó, theo (6.2a) với bọ truyền quay 1 chiều Kđộng cơ điện FC = 1, ta ược:động cơ điện

-Ứng suất tiếp xúc cho phép ;

[σ F 2] =σ Flim2

414.1,11,75 = 236,5 MPa-Ứng suất quá tải cho phép:

Theo công thức (6.10) & (6.11);

[σ H]max = 2,8.σ ch2 = 2,8.450 = 1260 MPa[σ F 1]max = 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464 MPa

[σ F 1]max = 0,8.σ ch2 = 0,8.450 = 360 Mpa

4 Tính toán cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng:

4.1 Xác ịnh sơ bộ khoảng cách trục: theo (6.15a) :động cơ điện.

T1 = 20557,677 (Nmm) momen xoắn trên trục chủ ộng.động cơ điện

[σ H¿=¿495,4 (MPa) ứng suất tiếp xúc cho phép

ψ ba= 0,4 Bánh răng ối xứng với các ổ trong hộp giảm tốcđộng cơ điện

KHβ hệ số kể ến phân bố không iều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi động cơ điện động cơ điện

tính về tiếp xúc

Theo (6.16) ; ψ bd = 0,5.ψ ba(un + 1) = 0,5.0,4(3,468 + 1) = 0,9, do ó theo bảng động cơ điện

6.7, KHβ = 1,12 (sơ ồ 3); động cơ điện

 β = 30,40150

= 300

24’5,57’’

4.3 Kiểm nghiệm răng về ộ bền tiếp xúc:động cơ điện

Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc

σ H = ZMZHZε √2 T1.K H(u+1)

b w u d w 12

Trong ó Zđộng cơ điện M= 274 MPa1/3 hệ số ảnh hưởng ến tính vật liệu của các bánh động cơ điện.

răng ăn khớp theo bảng (6.5)

Theo công thức (6.34) ;

ZH = √2 cos β b

sin 2 α tw

ZH hệ số kể ến hình dạng bề mặt tiếp xúcđộng cơ điện

β b góc nghiêng của bánh răng trên hình trụ cơ sở

tgβ b = cosα t.tgβ

Với α t , α tw tính theo công thức ở bảng 6.11

- Đối với răng nghiêng không dịch chỉnh

-Đường kính vòng lăn bánh nhỏ

d w 1 = 2 a w

u m+1 =

2.803,476+1 = 35,746

-Với v < 10 (m/s), tra bảng (6.14) ta chọn:

KHα = 1,13 Hệ số kể ến sự phân bố không ều tải trọng chođộng cơ điện động cơ điện.các ôi răngđộng cơ điện.

-Theo công thức 6.42

VH = σ H.go.v.√aw u m

-Trong ó, theo bảng (6.15) động cơ điện σ H = 0,002 Dạng răng nghiêng , ộ rắnđộng cơ điện

mặt răng bánh chủ ộng và bị ộng HBđộng cơ điện động cơ điện 2 ≤ 350HB.

go= 56 Theo bảng (6.16) trị số kể ến ảnh hưởng của sai lệch bước răngđộng cơ điện

do ó theo (6.1) & (6.1a):động cơ điện

[σ H] = [σ H] Zv ZR KxH = 495,4 0,95.1.1 = 470,6(MPa)

-Như vậy; σ H > [σ H]

4.3 Kiểm nghiệm răng về ộ bền uốn.động cơ điện.

Do ó hệ số tải trọng khi tính về uốn làđộng cơ điện

KXF = 1 (da < 400 mm) Hệ số xét ến kích thước bánh răng ảnh hưởngđộng cơ điện.

ến ộ bền uốn

động cơ điện động cơ điện

- Ứng suất uốn cho phép;

Theo (6.48)

Kqt = Tmax/T = 1

- Ứng suất tiếp xúc cực ại :động cơ điện

- Ứng suất uốn cực ại:động cơ điện

4.5 Các thông số và kích thước của bộ truyền cấp nhanh:

Theo các công thức trong bảng 6.11:

-Đường kính vòng chia d1 = m Z cosβ1 = 0,86251,5.21 = 36,52(mm)

d2 =0,86251,5.73 = 126.96 (mm)-Đường kính ỉnh răngđộng cơ điện da1 = d1 + 2m = 36,52 +2.1,5 = 39,52(mm)

da1 = 126,96 +2m = 129.96 (mm)-Đường kính áy răng động cơ điện df1 = d1- 2,5m= 36,52 - 2,5.1,5 =32,77(mm)

 Z2= u c Z1=2,887.43= 124,14 Chọn Z2 = 124

Do ó khoảng cách trục a ược tính lạiđộng cơ điện động cơ điện

Trong ó Zđộng cơ điện M= 274 MPa1/3 hệ số ảnh hưởng ến tính vật liệu của các bánhđộng cơ điện.

răng ăn khớp theo bảng 6.5Theo công thức 6.34

- Hệ số kễ ến hình dạng tiếp xúcđộng cơ điện

ZH = √2 cos β b

sin 2 a tw = √sin ⁡(2.20,92)2.1 = 1,732

β b góc nghiêng của răng 0o

- Hệ số kể ến sự trùng khớp của răngđộng cơ điện

Theo bảng 6.16 chọn go=56 Hệ số kể ến ảnh hưởng của sai lệch bước răng.động cơ điện.Theo công thức 6.42

σ H = 274.1,732.0,86.√2 68721,33.1,5 (2,88+1) 50.4 2 88 64,892 = 467MPa

Theo các công thức trong bảng 6.11

Đường kính chia d1 = (m.Z1)/cosβ = 1,5.43 = 64,5 mm

= 190,1 mmĐường kính áy răng dđộng cơ điện f1=d1-(2,5 -2.x1).m = 64,5 – (2,5 – 2.0,133).1,5 = 61,1mm

df2=d2-(2,5 -2.x2).m = 186 –(2,5– 2.0,377).1,5 = 183,4mm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập1.

[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập2

Nxb Giáo dục Hà Nội.