Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

KHOA CƠ KHI

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện : Phan Nguyễn Thái Bình MSSV : G0900186

Ngành đào tạo : Ô tô –máy động lực

Người hướng dẫn: Dương Đăng Danh Ký tên: ……… ………….Ngày hoàn thành:……… ….….Ngày bảo vệ:………

ĐỀ TÀI Đề số 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Phương án số 10

Hệ thống dẫn động xích tải gồm:

Số liệu thiết kế:

ngày ,1 ca làm việc 8 giờ

………

Tài liệu tham khảo:

- “tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí” tập 1 của Trịnh Chất và Lê

Văn Uyển [1]

- “tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí” tập 2 của Trịnh Chất và Lê

Văn Uyển [2]

- “cơ sở thiết kế máy” của Nguyễn Hữu Lộc [3]

1. ĐỘNG CƠ ĐIỆN

1.1 Loại động cơ điện:

Loại động cơ chúng ta chọn là loại động cơ 3 pha không đồng bộ

1.2 Đặc tính kỹ thuật và chọn động cơ:

1.2.1 Xác định công suất động cơ

Trong đó các hiệu suất được tra từ bảng 2.3 trang 19 [1]

=0,95 hiệu suất bộ truyền đai

=0,99 hiệu suất khớp nối

=0,99 hiệu suất của một cặp ổ lăn

=0,97 hiệu suất của một cặp bánh răng trụ

=0,950,99 = 0,833

1.2.2 Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ

(vòng/phút)

Tham khảo bảng 2.4 trang 21 [1] ta chọn

=2,5 tỉ số truyền động đai thang

=8 tỉ số truyền hộp giãm tốc hai cấp

vòng/phút

chọn kiểu động cơ 4A100L4Y3 có thông số như bảng sau đây:

Công suất

kW

Vận tốcquay v/p

2. HỘP GIẢM TỐC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN

ĐỘNG CƠ KHÍ

2.1 Hộp giảm tốc và phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc:

Hộp giảm tốc của ta là hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp,cặp bánhrăng cấp nhanh nghiêng,cấp chậm thẳng.Để phân phối tỷ số truyềntrong hộp giảm tốc 2 cấp thỏa mãn điều kiện bôi trơn tất cả các cấp

bằng cách ngâm trong dầu ta sử dụng công thức 3.19 trang 102 [3]

Thông thường ta chọn tỷ số

2.2 Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí

2.2.1 Xác định tỉ số truyền của hệ thống dẫn động:

2.2.2 Phân tỷ số truyền của hệ thống dẫn động

2.2.3 Lập bảng đặc tính động cơ

Bảng đặc tính của động cơ

Công suất P

v/p Moment

xoắn T

Nmm

23471,48 55820,42 158224,27 373361,44 366040,63

3.1 Chọn vật liệu

3.2 Ứng suất cho phép

3.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Theo công thức 6.1 [1]

Sơ bộ lấy =1Vậy

3.2.2 Ứng suất uốn cho phép

Theo công thức 6.1 [1]

Sơ bộ lấy =1Vậy

Do bộ truyền quay 1 chiều nên

Theo bảng 6.2 [1]





do độ rắn mặt răng <350

3.2.3 Ứng suất tiếp xúc,và uốn cho phép khi quá tải

Với bánh răng tôi cải thiện =2,8=2,8

3.3 Tính toán cấp nhanh: bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

3.3.1 Các thông số cơ bản của bộ truyền

Trong đó:

hệ số phụ thuộc vào loại răng và cặp bánh răng.Theo bảng 6.5 [1]

moment xoắn trên trục bánh chủ động ( trục 1) là tỉ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục Theo 6.6

[1] ta chọn

=0,53() =0,530,3(2,95+1)=0,63 hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.Tùy thuộc vào vị trí của bánh răng đối

với các ổ và hệ số xác định ở trên , theo bảng 6.7 [1] ta chọn ;



Theo tiêu chuẩn ta chọn

3.3.2 Xác định các thông số ăn khớp

=(0,010,02)

Theo tiêu chuẩn ta chọn =2 mm

răng bánh lớn cấp nhanh ;góc nghiêng β và modum của cặp bánh răng cấp nhanh của bộ truyền ăn khớp ngoài:

Chọn sơ bộ β=

=123,1 =

Chọn =31 răng Chọn răng

Lúc này tỉ số truyền thực của cấp nhanh là:

=

Lúc này góc nghiêng răng β

cos β =0,984 => β=

3.3.3 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Góc profin răng

Góc ăn khớp

Góc nghiêng

răng trên hình

trụ cơ sơ

Hệ số trùng

3.3.4 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

mãn điều kiện sau:

Trong đó

[1] =274

3828555

- hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

=1,74

=0,784

- hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.Tùy thuộc vào vị trí của bánh răng đối với các ổ và

hệ số xác định ở trên , theo bảng 6.7 [1] ta chọn

Vận tốc vòng

v=1,874<2,5

Với vận tốc <4 theo bảng 6.13 [1] ta chọn cấp chính xác 9

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

ăn khớp ,đối với bánh răng nghiêng ta tra ở bảng 6.14 [1]

;

hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp ,theo bảng 6.15 [1]

;

hệ số kể đến ảnh hưởng của sự sai lệch các bước răng bánh 1 và 2 ,nó

phụ thuộc modun và cấp chính xác.theo 6.16 [1]



Vậy :

MPa

Theo 6.1 với v=1,874 m/s <5m/s =1 ; với cấp chính xác động học là 9 ,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8,khi đó cần gia công đạt độ nhám =2,5 …1,25µm,do đó =0,95 với <700mm, =1

Vậy thỏa mãn điều kiện về độ bền tiếp xúc

3.3.5 Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

không được vượt quá một giá trị cho phép:

Trong đó:

hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

hệ số kể đến độ nghiêng của răng

Số răng tương đương ;

;hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 ,phụ thuộc vào số răng tương đương và

hệ số dịch chỉnh.theo 6.18 [1]

hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn

=

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

khi tính về uốn bảng 6.7 [1]

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đổng thời

ăn khớp khi tính về uốn.tra bảng 6.14 [1]

=1,715

=1 hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

=1,08-0,0695ln(m)=1,032 hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

=1 do <400mm hệ số kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn

 MPa

Vậy thỏa mãn điều kiện uốn

3.3.6 Kiểm nghiệm răng về quá tải

đại không được vượt quá một giá trị cho phép

thỏa

suất uốn cực đại tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá trịcho phép

464MPa => thỏa

=123,72<464MPa => thỏa

3.4 Tính toán cấp chậm:bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

3.4.1 Các thông số cơ bản của bộ truyền

Trong đó:

hệ số phụ thuộc vào loại răng và cặp bánh răng.Theo bảng 6.5 [1]

moment xoắn trên trục bánh chủ động ( trục 2) là tỉ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục Theo 6.6

[1] ta chọn

=0,53() =0,530,39(2,46+1)=0,72 hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.Tùy thuộc vào vị trí của bánh răng đối

với các ổ và hệ số xác định ở trên , theo bảng 6.7 [1] ta chọn ;



Theo tiêu chuẩn ta chọn

3.4.2 Xác định các thông số ăn khớp

=(0,010,02)

Theo tiêu chuẩn ta chọn =2 mm

răng bánh lớn cấp chậm ;góc nghiêng β và modum của cặp bánh răng cấp chậm của bộ truyền ăn khớp ngoài:

Bánh răng là bánh răng trụ răng thẳng nên =0 =160

=

Chọn =46 răng

Chọn răng

Lúc này tỉ số truyền thực của cấp chậm là:

= sai lệch nằm trong khoảng cho phép

Lúc này =

Theo tiêu chuẩn chọn =160mm do đó cần dịch chỉnh để tăng

khoảng cách trục từ 159mm lên 160 mm

Thông số Kí hiệu Công thức tính và giá trị

Góc profin răng

Góc ăn khớp

Hệ số trùng khớp

3.4.4 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

mãn điều kiện sau:

- hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.Tùy thuộc vào vị trí của bánh răng đối với các ổ và

hệ số xác định ở trên , theo bảng 6.7 [1] ta chọn

Vận tốc vòng

Với vận tốc <2 theo bảng 6.13 [1] ta chọn cấp chính xác 9

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

ăn khớp ,đối với bánh răng nghiêng ta tra ở bảng 6.14 [1]

;

hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp ,theo bảng 6.15 [1]

;

hệ số kể đến ảnh hưởng của sự sai lệch các bước răng bánh 1 và 2 ,nó

phụ thuộc modun và cấp chính xác.theo 6.16 [1]



Vậy :

MPa

Theo 6.1 với v=0,93 m/s ; =1 ; với cấp chính xác động học là 9 ,chọn cấpchính xác về mức tiếp xúc là 9,khi đó cần gia công đạt độ nhám =10 …40µm,do đó =0,9 với <700mm, =1

Vậy thỏa mãn điều kiện về độ bền tiếp xúc

3.4.5 Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

không được vượt quá một giá trị cho phép:

Trong đó:

hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

hệ số kể đến độ nghiêng của răng

Số răng tương đương ;

;hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 ,phụ thuộc vào số răng tương đương và

hệ số dịch chỉnh.theo 6.18 [1]

hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn

=

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

khi tính về uốn bảng 6.7 [1]

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đổng thời

ăn khớp khi tính về uốn.tra bảng 6.14 [1]

=1,398

 77,69MPa

=1 hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

=1,08-0,0695ln(m)=1,032 hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

=1 do <400mm hệ số kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn

 MPa

Vậy thỏa mãn điều kiện uốn

3.4.6 Kiểm nghiệm răng về quá tải

đại không được vượt quá một giá trị cho phép

thỏa

suất uốn cực đại tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá trịcho phép

=> thỏa

=> thỏa

3.5 Kiểm tra điều kiện bôi trơn

Điều kiện bôi trơn được đảm bảo khi bánh răng lớn cấp nhanh chìm trongdầu tới chân răng thì bánh răng lớn cấp chậm không được ngâm dầu quá lần bán kính đỉnh răng của nó

Từ hình ta thấy khi bánh răng lớn cấp nhanh ngậm trong dầu đến chân răng thì bánh răng lớn cấp chậm bị ngập một đoạn h

h=

24,705+10=34,705<

Vậy điều kiện bôi trơn được thỏa

3.6 Xác định lại tỉ số truyền đai thang

4.1 Chọn loại đai và tiết diện đai

Công suất của trục động cơ là =3,49kW,có số vòng quay vòng/phút

.Dựa vào bảng 4.1 [1] ,ta chọn tiết diện đai loại A

4.2 Xác định các thông số của bộ truyền:

4.2.1 Đường kính bánh đai nhỏ

= mm

Ta chọn đường kính tiêu chuẩn

Vậy tỉ số truyền thực tế của bộ truyền đai là:

sai số nhỏ hơn 4% chấp nhận được

4.2.2 Xác định khoảng cách trục a và chiều dài đai l

l=2a +π

Theo tiêu chuẩn ( bảng 4.13 [1] )ta chọn l=1400 mm

Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây

i= <10

a= =341,20mm

trong đó λ= l -π=708,85 Δ==95

vậy a=341,20 mm

với h =8 mm ta thấy a thỏa điều kiện:

Trị số a cần thỏa mãn điều kiện:

0,55(125+315)+8

242 thỏa

3.2.3 Xác định góc ôm đai

4.3 Xác định số đai, chiều rộng và đường kính ngoài bánh đai

4.3.1 Xác định số đai

Số đai z được tính theo công thức:

z=

trong đó:

=125mm ta chọn []=2kW

ta chọn =0,95

Với =1700 là chiều dài lấy làm thí nghiệm ,tra trong bảng 4.19 [1]

chọn =1,14

đai,theo bảng 4.18 [1], ứng với ta chọn =0,95

Vậy z==2,3

Lấy z =3 đai

4.3.2 Xác định bề rộng và đường kính ngoài bánh đai

Theo bảng 4.21 [1] đối với đai loại A ta có t=15 mm ,e=10 mm ,

4.4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

4.4.1 Lực căng ban đầu trên 1 đai

4.5 Xác định ứng suất lớn nhất trong dây đai và tuổi thọ đai

4.5.1 Ứng suất lớn nhất trong dây đai

=

trong đó = lực vòng tác dụng lên mỗi dây đai

theo bảng 4.13 [1] ta chọn góc biên dạng bánh đai =

4.5.2 Tuổi thọ dây đai

Theo công thức 4.37 trang 146 [3] tuổi thọ dây đai:

Thông số đai thang

5. TRỤC

Sơ đồ lực tổng quát tác dụng lên trục:

5.1 Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép C45 có

=600MPaỨng suất uốn cho phép:

= 12…20MPa

5.2 Tính thiết kế trục

5.2.1 Tải trọng tác dụng lên trục:

3828555

Lực tác dụng khi ăn khớp trong các bộ truyền bánh răng được chia làm 3thành phần: lực vòng ;lực hướng tâm ;lực dọc trục Phương chiều được biểu diễn như sơ đổ trên.Độ lớn như sau:

Đối với bộ truyền đai thang, lực có phương chiều như hình vẽ,độ lớn được xác định trong phần đai thang

Đối với khớp nối đàn hồi ,lực có phương chiều như sơ đồ trên,độ lớn Trong đó =5744,02N

= 373361,44Nmm :moment xoắn trên trục 3

=130 mm : đường kính vòng tròn qua tâm các chốt tra từ bảng

16-10a [2]



5.2.2 Tính sơ bộ trục:

5.2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Từ đường kính trục ,tra theo bảng 10.2 [1] ta được chiều rộng các ổ lăn

như sau:

19 mm ,chiều rộng ổ lăn trên trục 1

23 mm,chiều rộng ổ lăn trên trục 2

=27 mm ,chiều rộng ổ lăn trên trục 3

Chọn gối O bên tay trái làm gốc như hình

Kí hiệu là chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i ,lắp trên tiết diện i của trục k

là khoảng cách từ gối đỡ O đến tiết diện thứ I trên trục thứ k

 = =1,530= 45 mm

 =1,550=75mm

=70mm

=10 mm khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

=5 mm khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

=10mm khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ

=15 mm chiều cao nắp ổ và đầu bulong

Sơ đồ khoảng cách trên trục

Tải bản FULL (file word 45 trang): bit.ly/31uKEdi

Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

49729,86Nmm

46637,4Nmm 39648,08Nmm

Tải bản FULL (file word 45 trang): bit.ly/31uKEdi

Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

- Xác định nội lực tại các khớp liên kết:

Trục 1 có đường kính sơ bộ ,chọn [σ]=63 MPa theo bảng 10.5 [1]







đường kính các đoạn trục như sau:

3828555