đồ án thiết kế hệ thống tự động trong cơ khí, chương 2 pps

Chương 2:
TÍNH CÁC BỘ PHẬN NGOÀI HỘP GIẢM
TỐC
Số liệu ban đầu
:
Q = 4 tấn = 40000N
Trọng lượng bộ phận mang Q
m
= 2100N
Chiều cao nâng H = 12m
Vận tốc nâng v
n
= 30 m/ph
Cường độ làm việc – trung bình
Sơ đồ của cơ cấu
Chọn lại dây
Palăng giảm lực
Sơ đồ của palăng
Bột suất a = 2
Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh dây cuốn
lên
tang.
Theo (2-19)
S
max
=


 
oo
o

m
Q


1
1
= 10632N
Q
o
= Q + Q
m
= 40000 + 2100 = 42100N
  = 0,98 – Hiệu suất 1 ròng rọc với đường kính
ròng rọc đặt trên ổ lăn, bôi trơn tốt = mỡ (bảng 2-5)
t = 0 vì dây cuốn trực tiếp lên tang, không qua
các ròng rọc đổi hướng
.
m = 2 là số nhánh dây cuốn lên tang
Hiệu suất của palăng xác đònh theo công thức (2-
21)

p
=
maxmax
sam
Q
S
S
oo


= 0,99
Kích thước dây
Kích thước dây cáp được chọn theo công thức
(2-10)
S
n
= s
max
.k = 10632 . 5,5 = 58476N
k = 5,5 (bảng 2-2)
Từ số liệu trên ta chọn đường kính cáp là
11,5mm với lực kéo đứt là
Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng
rọc
Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và
ròng rọc xác đònh theo công thức (2-12)
D
t
≥ d
c
(e-1) = 276mm
e = 25 (bảng 2-4)
Chọn đường kính tang và ròng rọc giống nhau
D
t
= D
r
= 280mm
Ròng rọc cân bằng không phải là ròng rọc làm
việc, có thể chọn đường kính nhỏ hơn 20% với ròng

rọc làm việc
.
D
c
= 0,8D
r
= 0,8 . 280 = 224mm
Lấy D
c
= 240mm
Chiều dài toàn bộ của tang xác đònh theo công
thức (2-14) đối với trường hợp palăng kép
.
L’ =
321
'
22
L
L
L
L
o

Chiều dài 1 nhánh cáp cuốn lên tang
l = H.a = 12.2 = 24m
Số vòng cáp phải cuốn ở 1 nhánh
Z =
 
29
'



o
ct
Z
dD
l
'
o
Z
= 2 – số vòng dự trữ h
o
sử dụng đến ( 1,5)
Vậy chiều dài phần cắt ren của tang
'
o
L
= 2Zt = 870mm
Vì ta dùng tang cắt rãnh: t = d
c
+ (2÷3 )(sách
KTNN trang 62). Chọn t = 11,5 + 3,5 = 15mm
L
1
là phần tang để cặp đầu cáp, nếu dùng
phương pháp cặp thông thường thì phải cắt thêm
khoảng 3 vòng rãnh trên tang nữa, do đó
L
1
= 3.15 = 45mm

Vì tang đã được cắt rãnh, cáp cuốn 1 lớp, nên
không cần phải làm thành bên, tuy nhiên ở hai đầu
tang trước khi vào phần cắt rãnh ta để lại 1 khoảng
L
2
= 20mm.
L
3
là khoảng cách giữa hai nữa cắt rãnh.
L
3
= L
4
– 2h
min
tg  110mm
Dựa vào các kết cấu đã có, có thể lấy sơ bộ:
L
4
= 220mm là khoảng cách giữa 2 ròng rọc ở
ổ treo móc
h
min
 800mm – khoảng cách nhỏ nhất có thể
giữa trục tang với trục ròng rọc ổ treo móc
.
Tg
  0,07, với  là góc cho phép khi dây chạy
lên tang bò lệch so với phương thẳng đứng
.

Vậy chiều dài toàn bộ của tang sẽ bằng:
L’ = 870 = 2,45 + 2,20 + 110 = 1110mm
Về dày thành tang xác đònh theo kinh nghiệm
 = 0,02D
t
+ (6 ÷ 10)  12mm
Kiểm tra sức bền của tang theo công thức (2-
15)

n
=
t
S
k


max
 48 N/mm
2
k – Hệ số  số lớp cuốn lên tang, vì tang cuốn
1 lớp nên lấy k = 1
 - hệ số giảm ứng suất, vì tang làm bằng gang
nên lấy
 = 0,8
Tang được đúc bằng gang C415-32 là loại vật
liệu phổ biến, có giới hạn bền nén là

bn
=
565N/mm

2
. Ứng suất cho phép xác đònh theo giới
hạn bền nén với hệ số an toàn k = 5
.
|
| =
2
/113
5
565
mmN
k
bn


Vậy 
n
< |
Chọn động cơ điện
Công suất tónh khi nâng vật bằng trọng tải xác
đònh theo công thức (2-78)
N =
kW
v
Q
no
67,25
.1000.60



Hiệu suất của cơ cấu
 = 
p
.
t
.
k
.
đbrol

23


p
= 0,99 đã tính ở trên
 
t
= 0,96 – Hiệu suất của tang (bảng 1-9)
 
k
= 0,99 – Hiệu suất của nối trục di động
(khớp răng có đầy dầu bôi trơn) (TL (1) p.15)
 
ol
= 0,99 – Hiệu suất 1 cặp ổ lăn

br
= 0,97 – Hiệu suất 1 cặp bánh răng trong
hộp giảm tốc


đ
= 0,95 – Hiệu suất bộ truyền đai
Từ kết quả trên, chọn động cơ 4A180M4Y3 có
công suất 30kW, vận tốc quay 1470vg/ph, hiệu suất
 = 91%.
Tỉ số truyền chung.
Tỷ số truyền chung từ trục động có đến trục
tang xác đònh theo công thức (3-15)
i
o
= 4,22
t
đc
n
n
Số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc
nâng cho trước
n
t
=
 
phvg
D
a
v
o
n
/6,65
0115,028,0
2.30

.




Phân phối tỷ số truyền
u
t
= u
n
.u
h
u
n
- Tỉ số truyền của bộ truyền đai, ta chọn u
đ
= 2,8 (đai thang thường)
u
h
– Tỉ số truyền của hộp giảm tốc, u
h
=
8
8,2
4,22

đ
t
u
u

Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp
U
h
= u
1
.u
2
= 3,30 x 2,42 (chọn theo bảng 3.1
trang 43 sách TTTKHDĐCK1)
Phân phối công suất trên các trục
Công suất trên trục tang quay
P
lv
= kW
v
Q
p
no
26,21
.1000
.


P
3
= P
lv
/ 
t
= 22,15kW

P
2
= P
3
/ (
ol
.
br
) = 23,06kW
P
1
= P
2
/ (
ol
.n
br
) = 24,02kW
n
1
= n
đc
/ u
đ
= 1470 / 2,8 = 525 vg/ph
n
2
= n
1
/ u

1
= 525 / 3,3 = 159 vg/ph
n
3
= n
2
/ u
2
= 159 / 2,42 = 66 vg/ph
Tính phanh
Để phanh được nhỏ gọn, ta sẽ đặt phanh ở trục
thứ nhất, tức là trục động cơ
.
Mômen phanh xác đònh theo công thức (3-14)
M
ph
= Nm
au
D
nQ
t
oo
197
2


 - Hệ số an toàn phanh, lấy n = 1,75 ứng với
cường độ làm việc trung bình
.
D

o
– Đường kính tang tính đến tâm dây cáp, D
o
=
0,28 + 0,0115 = 0,2915