Đồ án chi tiết máy BKU

Số ngày làm/năm Kng , ngày 200Phần 1: Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền chuyển động 1.1 Tính toán chọn động cơ 1.1.1 Xác định công suất cần thiết c

Mục Lục

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Số ngày làm/năm Kng , ngày 200

Phần 1: Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số

truyền cho hệ thống truyền chuyển động

1.1 Tính toán chọn động cơ

1.1.1 Xác định công suất cần thiết của động cơ

 Xác định công suất làm việc

Công suất trên trục đông cơ được xác định bằng công thức:

Trong đó: - công suất cần thiết cho trục động cơ, kW;

- công suất tính toán trên trục công tác, kW;

- hiệu suất chung hệ thống truyền chuyển động;

Hiệu suất chung hệ thống truyền động:

Theo bảng 3.3 ta chọn: - hiệu suất khớp nối; - hiệu suất bánh răng nghiên; - hiệu suất ổ lăn; - Hiệu suất bộ truyền xích

Hệ thống truyền chuyển động băng tải làm việc với sơ đồ tải trọng sau:Công suất cần thiết của động cơ:

Khi đó:

1.1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Số vòng quay của trục công tác:

Trong đó: v - vận tốc băng tải,

Theo bảng P1.2 với và ta dùng động cơ 62-4 có ,

1.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền chuyển động

1.2.1 Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền của hệ dẫn động:

Trong đó: - số vòng quay của động cơ đã chọn, = 1460 vòng/phút

– số vòng quay của trục công tác, Dựa vào bảng 3.1 ta chọn 3,83 ; 2,61

Tính lại giá trị theo :

1.2.2 Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục

Công suất trên các trục:

2.1 Thông số ban đầu

- Công suất truyền đến:

- Tỉ số truyền:

- Số vòng quay bánh dẫn

2.2 Chọn loại xích ống con lăn

2.3 Chọn số răng của đĩa xích dẫn then công thức:

Số răng đĩa xích là số lẻ để xích mòn đều nên theo bảng 5.4 ta chọn = 25

1 (Bôi trơn nhỏ giọt)

1 (hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc, khi làm việc 1 ca)

Bảng 2.1 Chọn phương pháp bôi trơn bộ truyền Chất lượng bôi trơn

Bôi trơn bộ truyền xích, khi vận tốc v,

m/s

<4II- Đạt yêu cầu Nhỏ giọt 8 giọt / phút

Từ đây suy ra:

Ta chọn số mắt xích:

Chiều dài xích

Tính chính xác khoảng cách trục theo công thức (5.9)

Để xích không chịu lực căng quá lớn, khoảng cách trục a được tính cần phải giảm một khoảng

Do đó ta chọn khoảng cách trục

Bước 10 Số lần va đập trong 1 giây:

Theo bảng (5.6) với bước xích ta chọn

Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức (5.28)

đỉnh da1 = 267,2 mm da2 = 611,59 mmĐường kính vòng đáy df1 = 233,4 mm df2 = 577,04 mm

Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc

3.1 Tính toán thiết kế bộ truyền cấp nhanh

Các thông số ban đầu

 Công suất đầu vào: 7,75

Giới hạn bền Giới hạn chảy + Bánh bị dẫn (bánh lớn): Thép C45 tôi cải thiện

Độ rắn chọn Giới hạn bền Giới hạn chảy 3.1.2 Xác định số chu kỳ làm việc cơ sở:

Số chu kỳ làm việc cơ sở:

Thỏa mãn điều kiện

3.1.5 Xác định ứng suất uốn cho phép: [] =

[]

[]

Trong đó: – hệ số an toàn trung bình, tra theo bảng 6.13

– Khi quay 1 chiều

3.1.6 Theo bảng 6.15 do bánh răng nằm không đối xứng các ổ trục nên

0,25 0,4 chọn 0,25 theo tiêu chuẩn Khi đó:

0,6Theo bảng 6.4, ta chọn ;

3.1.7 Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng

= 430(u+1) = 430(3,83+1) = 128,34 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn = 140 mm

Ta chọn = 22 răng, suy ra số răng bánh bị dẫn = 22.3,83 =84,26 răng

Bảng 3.1 Thông số bánh răng nghiêng cấp nhanh

 = = 437,06(MPa)

Đối với bánh răng số 1: =

= 670 = 615,06(MPa)Đối với bánh răng số 2: =

Đường kính vòng chia,

mm =

222,45Đường kính vòng đỉnh,

mm = + 2m

Ta kiểm tra độ bền uốn theo

3.1.12 Ứng suất uốn tính toán theo công thức (6.78)

= 58,45 MPa

Trong đó: = = 0,62

= = 0,91 = = 1,07.1,19.1 = 1,27

Vì: < [ = 277,7

 Độ bền uốn được thỏa

3.2 Tính toán thiết kế bộ truyền cấp chậm

Các thông số ban đầu

 Công suất đầu vào: 7,44

+ Bánh bị dẫn (bánh lớn): Thép C45 tôi cải thiện

Độ rắn HB2 235…262 HB, chọn Giới hạn bền 780 Mpa

Giới hạn chảy 540 Mpa3.2.2 Xác định số chu kỳ làm việc cơ sở:

Số chu kỳ làm việc cơ sở:

Do NFE1 > NFO; NFE2 > NFO2 nên hệ số tuổi thọ KHL1 KHL21

3.2.3 Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau:

Mpa

và 570 Mpa

1,8

Thỏa mãn điều kiện

3.2.5 Xác định ứng suất uốn cho phép: [] =

[] 277,7 MPa

[] 257,14 MPa

Trong đó: – hệ số an toàn trung bình, tra theo bảng 6.13

– Khi quay 1 chiều

3.2.6 Theo bảng 6.15 do bánh răng nằm không đối xứng các ổ trục nên

0,25 0,4 chọn 0,4 theo tiêu chuẩn Khi đó:

0,72Theo bảng 6.4, ta chọn 1,052; 1,094

3.2.7 Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng

430(u+1) 430(2,61+1) 144,59 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn 160 mm

3.2.8 Moodun răng m (0,01 0,02) 1,6 3,2mm

Theo tiêu chuẩn , ta chọn m 3 mm

Từ điều kiện

suy ra:

29,26 z1 27,77

Ta chọn 28 răng, suy ra số răng bánh bị dẫn 28.2,61 73,08 răng

Chọn 73 răng

Góc nghiêng răng:

arccos arccos 18,750Tính toán lại tỉ số truyền:

Sai số:

3.2.9 Các thông số hình học của bộ truyền bánh răng

Bảng 3.2 Thông số bánh răng nghiêng cấp chậm

da1 = dw1 + 2m

da2 = dw2 + 2m 237,2794,71Chiều rộng vành răng, mm

b1 = b2 + 5

b2 = dw1

6964

Với 2,18> 1 1,63

.1,04.1,13 = 1,24

Với v = 1,77m/s : theo bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác là 9 = 1,04 : theo bảng 6.6

= 1,13 : theo bảng 6.11

 = 338,96 (MPa)

Đối với bánh răng số 1:

670 = 565,6(MPa)Đối với bánh răng số 2:

Đối với bánh dẫn:

Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng (độ bền uốn)

- Bánh dẫn:

- Bánh bị dẫn:

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn

3.2.12 Ứng suất uốn tính toán theo công thức (6.92)

Trong đó:

0,66 1,15.1,2.1 1,38

Vì: < [ 277,7

 Độ bền uốn được thỏa

3.2.13 Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngập dầu

Hình 3.4 Sơ đồ bôi trơn hộp giảm tốc Đối với hộp giảm tốc ta đang khảo xác do = 2,25.m = 5mm<10mm, nên ta chọn bất đẳng thức (13.7):

H

93,725…88,725> 79,09

Do đó, hộp giảm tốc đang khảo xác thỏa mãn điều kiện bôi trơn

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

Suy ra: : Trục I , III

Với chọn theo bảng 10.3 Với chọn theo bảng 10.3

- Momen xoắn

Xác định đường kính đoạn trục

Do trên trục tại B có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 5-10%:

Theo tiêu chuẩn ta chọn các đoạn trục :

- Trục có một then, với đường kính , ta chọn then có chiều rộng ; chiều cao ; chiều sâu rãnh then trên trục ; chiều sâu rãnh then mayo

Trong đó momen cản xoắn

Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:

- Tại tiết diện B có sự tập trung của ứng suất là rãnh then Theo bảng10.9 ta chọn với ,

0,84

0,84

Xác định đường kính tại tiết diện nguy hiểm nhất:

Do trên trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 5-10%:

Theo tiêu chuẩn ta chọn

Ứng suất pháp tại tiệt diện này: = =

Trục có một then, với đường kính , ta chọn then có chiều rộng ; chiều cao ; chiều

sâu rãnh then trên trục ; chiều sâu rãnh then mayo Khi đó:

Trong đó momen cản xoắn

Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:

- Tại tiết diện F,G có sự tập trung của ứng suất là rãnh then Theo bảng

-1 4F

4527,309 9914,355

0,91

0,84

62,7

18,7683

3 4,722276G

4527,309 9914,355 0,91 0,84 48,23 9,4 6,345145 18,76833 6,010924H

-s =

- Sau tính toán trục thỏa điều kiện bền

6.1.6 Tính toán thiết kế trục III

Biểu đồ momen trục III

Theo biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất có thể tại L hoặc M

- Momen uốn tại L , M:

- Momen xoắn tại F:

Xác định đường kính tại các tiết diện :

Do trên trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 5-10%:

Theo tiêu chuẩn ta chọn

Ứng suất pháp tại tiệt diện này: = =

Trục có một then, với đường kính , ta chọn then có chiều rộng ; chiều cao ; chiều sâu rãnh then trên trục ; chiều sâu rãnh then mayo Khi đó:

- Kiểm tra bền:

Ứng suất pháp tại tiệt diện : = =

Trục có then: W = -

Trục đặc :

- Ứng suât xoắn:

Trong đó momen cản xoắn

Khi ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:

- Tại tiết diện B có sự tập trung của ứng suất là rãnh then Theo bảng

10413 22685 0,91 0,84 53,47 10,29 5,7233 18,227 5,4605

-Kiểm nghiệm then

Trục Vị trí tiết diện Then

G(d=40mm)

4444

66,1966,19

17,6517,65

Chọn kích thước then bằng theo tiêu chuẩn:

-Theo phụ lục 13.1 ta được các kích thước cần tìm như bảng sau

Trong đó:

+ -chiều dài làm việc của then ( Ll

=L-b (L là chiều dài của then))

+ :chiều cao chịu tải của rãnh mayo

Kiểm tra độ bền dập và điều kiện bền cắt :

Vậy các then đều thỏa điều kiện cho phép.

 Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B,D:

 Đổi chiều lại

Vì FrE > FrH , cho nên ta tính toán để chọn ổ E

Tỉ số = = 0,55 > e = 0,41 cho nên theo bảng ta chọn

Với do vòng trong quay

X = 0,45 và Y = 1,34 theo bảng 11.3

Hệ số hộp giảm tốc, tra bảng 11.2

Tải trọng quy ước Q:

Q = (XVFr + YFa)=(0,45.1 3513,11 +1,34.1935,75).1,3.1 = 5009,8N

Do tải trong thay đổi theo bậc nên tương đương tính theo công thức là:

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay

Nên ta chọn loại ổ bị đở chặn, góc tiếp xúc , ký hiệu 46309

• Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp loại gân, mặt bích, khối đỡ …

• Bề mặt ghép của vỏ hộp (phần trên vỏ là nắp, phần dưới là thân) thường chọn songsong với mặt đế

• Bề mặt lắp ghép giữa nắp và thân được cạo sạch hoặc mài để lắp sít, khi lắp có mộtlớp sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt

6.2 Xác đ nh kị ích thư c v h pớ ỏ ộ

Chiều dày: Thân hộp

Nắp hộp

δ = 0,03a + 3 = 0,03.160 + 3 = 7,8 mm > 6mm chọn

δ = 10 mm

δ1 = 0,9 δ = 9 chọn δ1 = 9 mmGân tăng cứng: Chiều dày

Chiều cao

Độ dốc

e = (0,8 ÷ 1)δ = 8÷10 chọn e = 9 mm

h < 58 mm Khoảng 2oĐường kính gối trục:

d2 = (0,7 ÷ 0,8)d1 = 12,6 ÷ 14,4⇒ d2 = M14

d3 = (0,8 ÷ 0,9)d2 = 11,2 ÷ 12,6 ⇒ d3 = M12

d4 = (0,6 ÷ 0,7)d2 = 8,4 ÷ 9,8 ⇒ d4 = M10

d5 = (0,5 ÷ 0,6)d2 = 7 ÷ 8,4 ⇒ d5 = M8Mặt bích ghép nắp và thân:

Chiều dày bích thân hộp, S3

C ≈ D3 /2 nhưng phải đảm bảo

h xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bu lông và kích thước mặt tựa

- Giữa bánh răng với thành trong

6.3.3 Cửa thăm

Để dễ kiểm tra và quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép để đổ dầu vào trong hộp trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp Trên nắp có lắp thêm nút thông hơi Kích thước cửa thăm được chọn theo bảng 18-5 tài liệu [2] như sau:

A B C D E G H I K L M N O P Q R SM27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

Bảng dung sai lắp ghép bánh răng:

Mối lắp

Sai lệch giới hạn trên ( µ m)

Sai lệch giới hạn dưới ( µ m) Nmax( m m ) Smax( m m )

Sai lệch giới hạn chiều rộng

rãnh then Chiều sâu rãnh then Trên trục Trên bạc Sai lệch giới

hạn trên trục t1

Sai lệch giới hạn trên bạc t2