bài giảng môn học thiết kế hệ thống tự động cơ khí, chương 1 ppt

Chương 1:
NHIỆM VỤ, MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU,
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
* Nhiệm vụ: Thiết kế một máy nâng tải trọng nâng
hai tấn.
* Mục đích thiết kế:
Máy nâng được thiết kế có tải trọng
nâng 2000kg , phục vụ công việc nâng các vật
thể khối lượng nhỏ lên các nhà cao tầng đang
xây dựng, tãi trọng nâng gồm: vât liệu ở các
công trường xây dựng, các công việc xếp dỡ
ngoài trời, nhằm giảm nhẹ sức lao động của
công nhân.
* Yêu cầu thiết kế:
+máy nâng có kích thướt nhỏ gọn ,phù hợp không
gian làm việc
+ Đảm bảo sức bền .
+ Vận hành an toàn dể sử dụng , sữa chữa , bảo trì
lắp ráp …
+ Thiết kế có tính kinh tế, phù hợp với điều kiện sản
xuất hiện có
*Đặc tính kỹ thuật:
Đề tài yêu cầu thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều),
nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, không có yêu cầu đặt
biệt nào về số liệu kỷ thuật.
Trong đồ án này , qua tham khảo nhiều tài liệu về
máy nâng chuyển và các tài liệu liên quan khác. Nhóm thực
hiện đồ án nhất trí chọn thiết kế có các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
Tải trọng nâng2000 kg
Chiều cao nâng 12 m.
Vận tốc nâng 12.5(m/phút) .

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC
Nhiệmvụ Phụ
ïtrách
Tuần
Côngviệc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
Chọn đồ
án
Nhó
m
X
Phân tích
đồ án
nhóm X
Phân tích
thiết kế
Nhó
m
X
Vạch kế
hoạch
Nhó
m
X

Phân công
nhiệm vụ
Vươn
g
X
Thamkhảo Nhó X
tài liệu m
Nêu ý
tưởng
Nhó
m
X
Chọn
phươngán
Nhó
m
X
Báo cáo
giữa kỳ
Nhó
m
X
Tính toán Nhó
m
X X X
Bản vẽ
lắp
Tú X
Bản vẽ chi
tiết

Nhó
m
X
Viết
thuyết
minh
Vươn
g
Giang
X X X
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN
Máy nâng có thể phân loại như sau:
- Phân loại theo nguồn dẫn động:Dẫn động bằng động cơ
điện và dẫn động bằng thuỷ lực
- Phân loại theo cơ cấu: Cơ cấu truyền động bằng đai ,cơ
cấu truyền động bằng xích.
*Vai trò, chức năng các bộ phận của cơ cấu:
Tời nâng gồm có : Động cơ điện, hộp giảm tốc, tang, cáp
nâng, khớp nối ,phanh
Động cơ điện: có hai loại, đó là: động cơ điện một chiều
và động cơ điện xoay chiều.
Động cơ điện xoay chiều được sử dung rộng rải trong
công nghiệp ,với sức bền làm việc cao, mô men khởi động lớn.
Bên cạnh đó ta có động cơ điện một chiều: là loại động cơ điện
có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, khi làm việc
bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, giá thành
cao, khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp. Trên những
ưu khuyết điểm của hai lọai động cơ điện xoay chiều và động cơ
điện một chiều một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều
tuy tính chất thay đổi tốc độ không bằng động cơ điện một chiều

nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì những khuyết
điểm của lọai động cơ này vẫn chấp nhận được.
Vậy ta chọn động cơ xoay chiều.
Hộp giảm tốc: Có ba loại, đó là: bộ truyền bánh răng
trụ,bộ truyền bánh răng nón và bộ truyền bánh vít - trục vít
Bộ truyền bánh răng trụ được sử dụng để truyền mô
men từ các trục song song với nhau, trong đó hộp giảm tốc bánh
răng trụ hai cấp được sử dụng nhiều nhất, chúng được bố trí theo
các sơ đồ sau:
+ sơ đồ khai triển: loại này đơn giản nhất nhưng có nhược
điểm là các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ, do đó
làm tăng sự phân bố không đều tãi trọng trên chiều dài răng
+Sơ đồ phân đôi:công suất được phân đôi ở cấp nhanh hoặc
cấp chậm. Với kết cấu này, cấp chậm chòu tãi lớn hơn, nên có
thể chế tạo với vành răng khá lớn, nhờ vò trí bánh răng đối xứng
với các ổ có thể khắp phục được sự phân bố không đều tãi trọng
+Sơ đồ đồng trục: loại này có đặc điểm là đường tâm của
trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài
của hộp giãm tốc và nhiều khi giúp cho việc bố trí cơ câùu gọn
hơn
Bộ truyền bánh răng nón được dùng để truyenà mô
men và chuyễn động giữa các trục giao nhau, nhưng chế tạo
bánh răng khá phức tạp
Bộ tuyền bánh vít - trục vít dùng để truyền mô men
xoắn và chuyễn động giữa các trục chéo nhau, nhưng chế tạo
ren trục vít khá phức tạp
Vậy ta chọn hộp giãm tốc bánh răng trụ hai
cấp khai triễn , để phù hợp với cơ cấu làm việc và giảm vật liệu
chế tạo.
Tang: Gồm có hai loại, đó là: tang đơn và tang kép

+ Tang đơn: quấn được nhiều lớp cáp nhưng lúc
làm việc tải trọng sẽ bò lắc
+ Tang kép: quấn được một lớp cáp nhưng khi
làm việc tãi trọng sẽ không bò lắc, nâng hạ theo đường thẳng
Vậy ta chọn tang kép được chế tạo bằng gang
xám GX 15-32
Cáp nâng: lựa chọn dựa trên hệ số an tòan cho phép, và
tuổi thọ của dây cáp. Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải
trọng nâng, chòu lực căng dây lớn.
Có hai lọai cáp có thể sử dụng: cáp bện xuôi và cáp bện
chéo.
Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu ,
ta chọn lọai cáp bện xuôi vì có tính bền trong quá trình làm việc
hơn là cáp bện chéo, đồng thời trong cơ cấu nâng thì một đầu
cáp được giữ cố đònh nên cáp không bò xoắn hay tở.
Khớp nối: Co ù nhiều loại, ở đây ta chọn khớp nối trục
vòng đàn để nối giữa truc vào của hộp giảm tốc và trục ra của
động cơ, có ưu điễm hơn các loại khác là chòu được sự rung, do
số vòng quay khá lớn và chọn khớp nối xích con lăn để nối giữa
trục ra của hộp giảm tốc với trục của tang, vì có tính kinh tế hơn
các loại khớp khác và để truyền mô men xoắn lớn hơn
Phanh: Có nhiều loại, ở đây ta chọn phanh áp má điện từ
thường đóng, vì loại này được đấu chung dây cùng với nguồn
điện của động cơ.
Từ sự phân tích nêu trên ta có các phương án sau:
* Các phương án:


+ phương án I:
Sơ đồ động:

Chú thích:
6
5
3
4
8
9
1
2
1. Khớp nối vòng đàn hồi
2. Phanh điện từ
3. B ánh răngtru răng thẳngïI
4. Bánhrăngtrụ răng thẳngII:
5. Bánh răng trụrăng thẳngIII
6. Bánh răng trụ răng thẳngVI
7. Khớp nối xích con lăn
8. Tang
9. Động cơ điện
+Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng
đàn hồi đến hộp giảm tốc, nhờ sự ăn khớp của các bánh răng
trụ răng thẳng mà công suất được truyền qua khớp nối xích con
lăn làm tangï quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc.
+
Ưu điễm: Chế tạo bánh răng dễ dàng, dễ lắp ráp, sữa
chữa, và bảo hành.
+
Nhược điễm: chế tạo trục phải có độ cứng tốt, không
đảm bão chòu sự phân bố không đều của tãi trọng.

+ phương án II:
Sơ đồ động:
Chú thích:
3
6
5
4
1
2
1 Tang
2: Trục vít
3:Bánh vít
4:Khớp nối vòng đàn hồi
5:Phanh điện từ
6:Động cơ
7:Khớp nối xích con lăn
+Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng
đàn hồi đến hộp giảm tốc trục vít - bánh vít nhờ sự ăn khớp của
bánh vít và trục vít truyền đến khớp nối xích con lăn làm tangï
quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc.
+
Ưu điễm: Truyền được công suất với tỉ số truyền lớn, tự
hãm cũng tốt
+
Nhược điễm: Chế tạo trục vít rất khó khăn, ren làm trục
cần có độ cứng tốt
+ phương án III:
Sơ đồ động:
Chú thích:

1
2
3
4
8
9
1:Động cơ điện
2:Phanh điện từ
3:Khớp nối vòng đàn hồi
4:Bánh răng côn I
5:Bánh răng côn II
6:Bánh răng côn III
7:Bánh răng côn IIII
8: Khớp nối xích con lăn
9: tang
+Nguyên tắc hoạt động:
Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng
đàn hồi đến hộp giảm tốc Bánh răng côn nhờ sự ăn khớp của
các bánh răng côn truyền mô men đến khớp nối xích con lăn
làm tangï quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc.
+ Ưu điễm: Cơ cấc gọn gàng, đãm bão gọn nhẹ cơ cấu
+
Nhược điễm: Chế tạo bánh răng khó khăn, lắp ráp đòi
hỏi phải chính xác
* Với ba phương án và sự phân tích vừa nêu trên, ta
chọn phương án thứ nhất là phù hợp với yêu cầu được đặt ra và
phù hợp với điều kiện kinh tế
Vậy ta chọn phương án I.
Số liệu ban đầu:
Tải trọng: Q

O
=2000kg =20000 (N).
Bộ phận mang: Q
m
= 500kg = 5000(N.)
Chiều cao nâng: H = 12( m).
Vận tốc nâng: v
n
= 12.5 (m/phut)
Chế độ làm việc trung bình.