thuyết minh đồ án THIẾT kế hệ TRUYỀN ĐỘNG cơ KHÍ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (433.47 KB, 45 trang )
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
LỜI NÓI ĐẦU
Hệ thống băng tải được sử dụng khá rộng rãi với nhiều ứng
dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng và sinh hoạt hằng
ngày. Môn học Đồ án Thiết Kế Hệ Truyền Động Cơ Khí là cơ hội cho
em tiếp xúc, tìm hiểu và đi vào thiết kế một hệ thống dẫn động thực
tiễn, cũng là cơ hội giúp em cũng cố lại những kiến thức trong các
môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí,... và
học thêm được rất nhiều về phương pháp làm việc khi thực hiện công
việc thiết kế, đồng thời cũng từng bước sử dụng những kiến thức đã
học vào thực tế. Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện em có thể bổ
sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một
sinh viên cơ khí.
Tập thuyết minh này chỉ dừng lại ở giai đoạn thiết kế, chưa thực
sự tối ưu trong việc tính toán các chi tiết máy, chưa mang tính kinh tế
và công nghệ cao vì giới hạn về kiến thức của người thực hiện.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Cơ
Kỹ Thuật đã cho em cơ hội được học môn học này.
Xin chân thành cảm ơn các bạn trong nhóm đã cùng thảo luận
và trao đổi những thông tin hết sức quý giá.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hồ Ngọc Thế Quang đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành công việc thiết kế này.
Sinh viên
Nguyễn Văn Hồng Quân
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Thành Phố Hồ Chí Minh
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CSKTCK – KHOA CƠ KHÍ
NHIỆM VỤ THƯ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC – MÃ SỐ : [ 01-78-TV]
THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Đề số 1: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Cho sơ đồ truyền động, sơ đồ gia tải và các thông số ban đầu của hệ:
CHOCHOCHO
1. Động cơ điện không đồng bộ 3
pha.
2. Nối trục vòng đàn hồi
3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp
khai triển
4. Bộ truyền động xích ống con lăn
5. Băng tải
Sơ đồ gia tải
Các thông số ban đầu:
Công suất trục
công tác (kW)
6
Chế độ làm việc: Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va
nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ).
Nhiệm vụ thiết kế:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
Tốc độ quay trục
công tác (vg/ ph)
65
Số năm làm
việc
5
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
A. Phần thuyết minh: một bản thuyết minh tính toán hệ truyền động.
B. Phần bản vẽ:
1. Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc
:
Khổ Ao.
2. Một bản vẽ chi tiết một bánh răng (chế tạo):
Khổ A3.
C. Tính chất thiết kế
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Văn Hồng Quân
Lớp: CO13B
Mã số sinh viên : 1351080169 Ngành: Cơ khí ôtô
Ngày giao đề:
Ngày nộp đồ án:
Ghi chú: Khi cần sửa đổi số liệu phải có ý kiến của giáo viên hướng dẫn, tiến trình làm
đồ án cần thực hiện sau khi được giao. Sau mỗi 4 tuần có 1 lần kiểm tra tiến độ, nếu 2
trong 3 lần kiểm tra sinh viên không kịp tiến độ sẽ không được tham dự bảo vệ đồ án.
Tp Hồ Chí Minh, ngày
tháng
năm 2015
Chủ nhiệm bộ mônGiáo viên hướng dẫn
ThS. Lê Văn An
Chương 1 :CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
1.1 Chọn động cơ :
a, Xác định công suất cần thiết của động cơ.
Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức (2.8) sách tính toán thiết
kế hệ dẫn động cơ khí).
Pct =
Pct
Pt
h
: Công suất cần thiết trên trục động cơ.
Pt
: Công suất tính toán trên trục máy công tác.
η : Hiệu suất truyền động.
Theo công thức (2.9) ta có:
h =hk .hol4 .hbr2 .hx
Trong đó:
hk =1
: Hiệu suất khớp nối đàn hồi
hol =0,99
hbr =0,97
: Hiệu suất một cặp ổ lăn.
: Hiệu suất bộ truyền bánh răng
hx =0,96
: Hiệu suất truyền động của bộ truyền đai.
Þ h =hk .hol4 .hbr2 .hx =1.0,994.0,97 2.0,96 =0,8677
-
Momen trục công tác.
T=
P.9,55.106 6.9,55.10 6
=
=0,881.106 ( N .mm) =881( N .m)
n
65
Theo công thức 2.3 trang 28 (sách thiết kế chi tiết máy):
T 2 .0, 7tck +( 0,8T ) .0,3tck
Ptd =
=0,892T =0,892.881 =786 ( kW )
0, 7tck +0,3tck
2
-
Áp dụng công thức:
P .n 786.65
Pt = td =
=5, 3
9550
9550
- Công suất cần thiết của động cơ là:
P
4,6
Pct = t =
=6,164 ( kW )
h 0,8677
-
Tỉ số truyền toàn bộ ut của hệ dẫn động : ut =un .uh .
8 £ uh £ 40
u =20
Trong đó:
chọn h
: Tỉ số truyền của bánh răng trụ hai cấp.
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
2 £ un £ 6
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
chọn un =2 : Tỉ số truyền của đai thang.
Þ ut =uh .un =20.2 =40
Þ nsb =n.ut =65.40 =2600 ( v p)
ìï nsb » ndc
í
ï P ³ Pct .
Động cơ được chọn thỏa mãn đồng thời 2 điền kiện: î dc
1. Theo bảng (2P trang 322) phụ lục ta chọn: Động cơ A02-51-2 có:
Pdc =7,5 ( kW ) ; ndc =2910 ( v p)
1.2 Phân phối tỷ số truyền :
n
2910
i = dc =
=44, 77 ( v p)
n
65
t
- Tỷ số truyền động chung:
Ta có:
Trong đó:
i =ix .ibn .ibc
ix
là tỉ số truyền của bộ truyền xích
ibn
ibc
: tỉ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng nghiêng cấp nhanh.
: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm.
ix =2
ta có:
44,77
ibn .ibc =
=22,385
2
-
Chọn
-
Tiếp tục chọn tỉ số truyền qua bộ truyền bánh răng cấp nhanh (i bn) và cấp chậm
(ibc) với điều kiện: ih = ibn.ibc và ibn = ibc.(1,2 -> 1,3), ta có:
ubc = 4,31 và ubn = 5,19
1.3 Xác định các thông số và lực tác dụng :
-
P =6 ( kW )
*Công suất trên trục công tác:
.
pct
6
P3 =
=
=6,31(kw)
n
.
n
0,96.0,99
ol x
Công suất trục 3:
Công suất trục 2:
P
6,31
P2 = 3 =
=6,57(kw)
nol .nbr 0,99.0,97
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
-
Công
suất
trục
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
P2
6,57
P1 =Pdc =
=
=6,85
nol .nbr .nkn 0,99.0,97.1
1:
*Tính toán tốc độ quay của trục.
-
Trục 1 = trục động cơ
-
Trục 2
-
Trục 3
Trục công tác
1 Moomen xoắn:
-
n1 =2910 ( v p)
.
n
2910
n2 = 1 =
=560 ( v p)
u
5,
2
bn
:
.
n
560
n3 = 2 =
=130, 23 ( v p)
u
4,3
bc
:
.
n3 130, 23
n4 = =
=65 ( v p)
u
2
x
:
-
-
:
9,55.106.Pdc 9,55.106.6,85
Tdc =
=
=22480 ( Nmm)
ndc
2910
Trục động cơ:
9,55.106.P2 9,55.106.6,57
T2 =
=
=112042 ( N .mm)
n
560
2
Trục 2:
Trục 3:
9,55.106.P3 9,55.106.6,31
T3 =
=
=462724 ( Nmm)
n3
130, 23
Trục công tác:
9,55.106.Pct 9,55.106.6
Tct =
=
=881538 ( Nmm)
nct
65
Chương 2 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
PHẦN 1: Thiết Kế Bộ Truyền Bánh Răng trụ răng nghiêng cấp nhanh.
1 .Chọn vật liệu
Theo bảng 3-6 trang 39 chọn:
- Bánh răng nhỏ:
Thép thường hóa 45 đạt độ rắn HB= 190 có:
σb1=600 (N/mm2)
σch1=300 (N/mm2).
- Bánh răng lớn:
Thép thường hóa 35 đạt độ rắn HB=160 có
σb2=480 (N/mm2)
σch2=240(N/mm2)
2.Xác định ứng suất cho phép:
Theo công thức 3-3. Trường hợp bánh răng chịu tải trọng thay đổi:
æM ö3
i ÷
N td =60uå ç
ç M ÷ niTi
è mx ø
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
(kw)
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Trong đó: -Mi, Ni, Ti: momen xoắn, số vòng quay trong 1 phút và tổng số giờ bánh răng làm
việc ở chế độ i.
-Mmax: momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng.
Ntd =60.1.560.24000(13.0,7 +0,83.0,3)
Ntd =688.106
® N td >N 0 ( N 0 =107 )
® K 'N =1
Ứng suất cho phép trên bánh nhỏ:
[s ]tx =2,6.190 =494(N/ mm 2 )
Ứng suất cho phép bánh lớn:
[s ]tx =2,6.160 =416(N/ mm 2 )
-
Lấy hệ số an toàn : n= 1,5
(thép thường hóa, phôi rèn Ks =1,8 )
Giới hạn mỏi thép 45:
2
Giới hạn mỏi thép 45: s t =0, 43.600 =258( N / mm )
Giới hạn mỏi thép 35:
s t =0, 43.480 =206, 4( N / mm 2 )
Vì bánh răng quay một chiều nên ứng suất uốn cho thép:
- Bánh nhỏ:
[ s]
u1
-
[ s]
-
1,5.258
=
=143( N / mm 2 )
1,5.1,8
Bánh lớn:
u1
1,5.206, 4
=
=115( N / mm 2 )
1,5.1,8
(công thức 3-6)
Chọn hệ số tải trọng k=1,3
Chọn chiều rộng bánh răng y A =0,3
Lấy q ' =1, 25
Theo công thức 3-11 :
æ1,05.106 ö2 kN
÷
A ³ ( i +1) 3 ç
ç s .i ÷ .y qn
è [ ]t ø A 2
æ1,05.106 ö2 1,3.6,85
÷
A ³ ( 5,2 +1) 3 ç
ç 416.5,2 ÷ . 0,3.1,25.560
è
ø
A ³ 136( mm)
•
Vận tốc vòng của bánh răng trụ:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
pd1n1
V=
(m / s )
60.100(i +1)
2p.137.2910
=
=6, 73( m / s )
60.1000(5, 2 +1)
Chọn cấp chính xác cấp 8 (bảng 3-11)
3.Định chính xác hệ số k và khoảng cách trục A
K= ktt.kđ
kttbang +1 1 +1
=
=1
2
2
Ktt=
Giả sử
b³
2,5mn
sin b cấp chính xác 8, v=6,73 (m/s)
® kd =1,3 (bảng 3-14)
® k =1.1,3 =1,3 ( đúng với lựa chọn ban đầu)
® Lấy A= 140 (mm)
4.Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh răng và góc nghiêng.
mn =(0, 01 ¸ 0, 02) A
mn =(0, 01 ¸ 0, 02)140 =1, 4 ¸ 2,8
® mn =2
-
Giả sử góc nghiêng là 15
o
2 A.cos b 2.140.cos15o
Z=
=
=135.38
m
2
n
răng
®å
135
Z nho =
=22
6, 2
Z ln =22.5, 2 =114
(114 +22)2
® cos b =
=0, 971
140.2
® b =13o 43 '
Chiều rộng bánh răng:
b= 0,3.140=42 (mm)
® lấy b= 45 mm (thỏa mãn
b³
2,5mn
sin b )
5.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
- Số răng tương đương của bánh nhỏ
Z1td =
Z
( cos)
3
=
22
( 0,985)
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
3
=23
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
-
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Số răng tương đương của bánh lớn
Z 2td =
114
( 0,985)
3
=120
® Hệ số dạng răng của:
-bánh nhỏ: y1=0,41
-bánh lớn: y2=0,517
Lấy hệ số q " =1,5
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân bánh răng nhỏ
19,1.106.kN
19,1.106.1,3.6,85
s u1 = 2
=
=24(N/ mm 2 )
2
y.m n .Z nbq " 0, 41.2 .22.2910.45.1,5
® s u1 <[ s ] u1
-
Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân bánh răng lớn
s u 2 =s u 2 .
y1
0, 41
=24.
=19, 03
y2
0,517
® us 2 <[ s ] u2
6.Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
-
Modun pháp: mn =2mm
-
Số răng Z1 =22, Z 2 =114
-
o
Góc ăn khớp an =20
-
Góc nghiêng b =13 43'
Đường kính vòng chia:
o
2.22
d1 =
=45,31(mm)
0,971
2.114
d2 =
=234,81( mm)
0,971
-
Khoảng cách trục A= 140 (mm)
Chiều rộng bánh răng b= 45(mm)
Đường kính vòng đỉnh răng
De1 =45,31 +2mn =45,31 +4 =49,31(mm)
De 2 =234,81 +2mn =234,81 +4 =238,81( mm)
-
Đường kính vòng chân răng
Di1 =45,31 - 2,5mn =45,31 - 5 =40,31( mm)
Di 2 =234,81 - 2,5mn =229,81( mm)
7.Lực tác dụng lên trục:
2T 22480.2
P= =
=999(N)
d1
45
Lực vòng:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
N THIấT Kấ H TRUYN NG C KH
Pr =
GVHD: H NGC THấ QUANG
Ptgan 999.0,364
=
=374( N )
cos b
0,971
Lc hng tõm:
Lc dc trc: Pa =999.tg b =238( N )
:
PHN2.Tớnh toỏn b truyn bỏnh rng tr rng thng cp chm
1. Chn vt liu
Theo bng 3-6 trang 39 chn:
- Bỏnh rng nh:
Thộp thng húa 45 t rn HB= 190 cú:
b1=580 (N/mm2)
ch1=300 (N/mm2).
- Bỏnh rng ln:
Thộp thng húa 35 t rn HB=160 cú
b2=480 (N/mm2)
ch2=240(N/mm2)
2. Xỏc nh ng sut cho phộp:
Theo cụng thc 3-3. Trng hp bỏnh rng chu ti trng thay i:
ổM ử3
i ữ
N td =60uồ ỗ
ỗ M ữ niTi
ố mx ứ
Trong ú: -Mi, Ni, Ti: momen xon, s vũng quay trong 1 phỳt v tng s gi bỏnh rng lm
vic ch i.
-Mmax: momen xon ln nht tỏc dng lờn bỏnh rng.
N td =60.1.130.24000(13.0,7 +0,83.0,3)
N td =16.106
đ N td >N 0 ( N 0 =107 )
đ K 'N =1
ng sut cho phộp trờn bỏnh nh:
[s ]tx =2,6.190 =494(N/ mm 2 )
ng sut cho phộp bỏnh ln:
[s ]tx =2,6.160 =416(N/ mm 2 )
-
Ly h s an ton : n= 1,5
(thộp thng húa, phụi rốn Ks =1,8 )
Gii hn mi thộp 45:
2
Gii hn mi thộp 45: s t =0, 43.580 =249, 4( N / mm )
Gii hn mi thộp 35:
s t =0, 43.480 =206, 4( N / mm 2 )
Vỡ bỏnh rng quay mt chiu nờn ng sut un cho thộp:
- Bỏnh nh:
SVTH: NGUYN VN HNG QUN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
[ s]
u1
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
1,5.249,4
=
=138,5( N / mm 2 )
1,5.1,8
Bánh lớn:
-
[ s]
u1
1,5.206, 4
=
=115( N / mm 2 )
1,5.1,8
(công thức 3-6)
-
Chọn hệ số tải trọng k=1,3
-
Chọn chiều rộng bánh răng y A =0, 4
Theo công thức 3-11 :
æ1,05.106 ö2 kN
÷
A ³ ( i +1) 3 ç
ç s .i ÷ .y n
è [ ]t ø A 2
æ1,05.106 ö2 1,3.6,85
÷
A ³ ( 4,3 +1) 3 ç
ç 416.4,3 ÷ . 0,4.130
è
ø
A ³ 200(mm)
3. Vận tốc vòng của bánh răng trụ:
pd1n1
V=
(m / s)
60.1000(i +1)
2p.200.560
=
=2, 2(m / s )
60.1000(4,3 +1)
Chọn cấp chính xác cấp 9 (bảng 3-11)
4. Định chính xác hệ số k và khoảng cách trục A
K= ktt.kđ
kttbang +1 1 +1
=
=1
2
2
Ktt=
Giả sử cấp chính xác 9, v=2,2 (m/s)
® kd =1,1 (bảng 3-13)
® k =1.1,1 =1,1
® A =2013
1,1
» 190
1, 3
(3-21)
® Lấy A= 190 (mm)
5. Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh răng và góc nghiêng.
mn =(0, 01 ¸ 0, 02) A
mn =(0, 01 ¸ 0, 02)190 =1,9 ¸ 3,8
® mn =3
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
-
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Số răng:
2A
2.190
Z nho =
=
=24
mn (i +1)
3.5, 3
Z ln =i.Z nho =4, 3.24 =103
Chiều rộng bánh răng:
b= 0,4.190=76 (mm)
® lấy b= 76 mm
6. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
® Hệ số dạng răng của:
-bánh nhỏ: y1=0,42
-bánh lớn: y2=0,517
-
Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân bánh răng nhỏ
19,1.106.kN 19,1.106.1,1.6,57
s u1 =
=
=35, 75(N/ mm 2 )
2
2
y.m n .Z nb 0, 42.3 .24.560.76
® s u1 <[ s ] u1
-
Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân bánh răng lớn
19,1.106.kN
19,1.106.1,1.6,31
s u1 =
=
=28(N/ mm 2 )
y.m 2 n .Z nb 0,517.32.103.130.76
® us 2 <[ s ] u2
7. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
- Modun pháp: mn =3mm
-
Số răng Z1 =24, Z 2 =103
-
Góc ăn khớp an =20
Đường kính vòng chia:
o
d1 =mn .Z1 =3.24 =72(mm)
d 2 =mn .Z2 =3.103 =309(mm)
-
Khoảng cách trục A= 190,5 (mm)
Chiều rộng bánh răng b= 76(mm)
Đường kính vòng đỉnh răng
De1 =72 +2mn =72 +6 =78( mm)
De 2 =309 +2mn =309 +6 =315(mm)
-
Đường kính vòng chân răng
Di1 =72 - 2,5mn =45,31 - 2,5.3 =64,5(mm)
Di 2 =309 - 2,5mn =301,5(mm)
8. Lực tác dụng lên trục:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
2T 112042.2
P= =
=3112(N)
d1
72
Lực vòng:
o
Lực hướng tâm: Pr =3112.tg 20 =1133( N )
-
PHẦN 3: Thiết kế bộ truyền xích
(xích ống con lăn)
1. Chọn ố răng đĩa xích
- Do i=2 nên dựa vào bảng (6-3), Ta lựa chọn được số răng của đĩa xích nhỏ là 27
- Số răng đĩa xích lớn là :Z2=2.Z1=2.27=54
2. Định bước xích
Ta có:
k =kd .k A .ko .kdc .kb .kc
Trong đó:
- Kd=1 do tải ít va đập
- KA=1 do chọn khoảng cách trục A= (30-50)t
- Ko=1 do góc nghiêng < 60o
- Kdc=1,2 trục không điều chỉnh được.
- Kb=1,5 bôi trơn định kỳ
- Kc=1,25 bộ truyền làm việc 2 ca.
® K=1.1.1.1,2.1,5.1,25 =2,25
Hệ số răng đĩa dẫn:
Z
25
K z = o1 = =0,93
Z1 27
Hệ số vòng quay đĩa dẫn
n
200
K n = o1 =
=1,54
n1 130
Công suất tính toán
Nt =N .k .k z .kn =6,31.2, 25.0,93.1,54 =20,33( kw)
Tra bảng 6-4 với nol= 200 (v/p) ta chọn được xích ống con lăn 1 dãy có bước xích t= 31,75
(mm). Diện tích bản lề xích 262,2 (mm2). Công suất cho phép 20,1 (kw)
Theo bảng (6-1) ta có
Bước
c
D
L1
b
d
l
Diện
T.R phá K.L 1m
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
N THIấT Kấ H TRUYN NG C KH
xớch
31,75
19,05
19,05
46
30,18
GVHD: H NGC THấ QUANG
9,55
27,46
tớch bl
262,2
Kim nghim s vũng quay theo iu kin (6-9)
N1 < ngh
Theo bng 6-5 vi t= 31,75 mm v s rng a dn Z1=27
Ngh=760 (v/p)
Tha món (n1=130 )
3. nh khong cỏch trc A v s mt xớch
nh s b khong cỏch trc A l 40t.
S mt mt xớch X
2
Z1 +Z 2 2 A ( Z1 - Z 2 ) t 27 +54
27 2
X=
+ +
=
+80 + 2
=120,96
2
t
4p 2 A
2
4p .40
Ly X=120
Tớnh li A
ộ
ổ Z1 +Z 2 ử2 ổZ 2 - Z1 ử2 ự
Z1 +Z 2
ờ
ỳ
ữ
ữ
A =0, 25t ờX + ỗ
ỗX ữ - 8ỗ
ỗ
ữỳ
2
2 ứ
ố
ố 2p ứ ỳ
ờ
ở
ỷ
ộ
2
ổ
ổ54 - 27 ử2 ự
27 +54
27 +54 ử
ờ
ỳ
ữ
ữ
A =0, 25.31, 75 ờ120 + ỗ
ỗ120 ữ - 8ỗ
ỗ
ữỳ
2
2 ứ
ố
ố 2p ứ ỳ
ờ
ở
ỷ
A =1254, 6(mm)
trỏnh cng xớch ta gim trc A 1 khong
DA =0, 003 A =0, 003.1254, 6 =3, 762(mm)
đ A =1254, 6 - 3, 762 =1250,83(mm)
Ly A= 1250(mm)
4. Kim nghim s ln va p u ca bn l xớch trong 1s
Zn 27.130
u=
=
=1,95 <[ u]
15 X 15.120
[u]= 25 ( bng 6-7)
5. Tớnh ng kớnh vũng chia ca a xớch.
- a dn
t
31, 75
d c1 =
=
=273(mm)
o
180
180o
sin
sin
Z1
27
- a b dn
t
31, 75
dc2 =
=
=546( mm)
o
180
180o
sin
sin
Z2
54
6. Lc tỏc dng lờn trc
SVTH: NGUYN VN HNG QUN
MSSV:1351080169
hng
70000
xớch
3,73
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
6.107 kt N
R=
Ztn
Với kt=1,15(bộ truyền nằm ngang)
6.1071,15.6,31
®R =
=3907(N)
27.31, 75.130
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
1. Chọn vật liệu:
- Vật liệu chế tạo các trục là thép C45 thường hóa có σb = 850 (MPa), [τ]=15÷30 MPa
- Chọn trục 1, 2: [τ]=15 (MPa), trục 3: [τ]=25 (MPa).
2. Xác định sơ bộ đường kính trục:
- Theo công thức 7-2, ta có:
N
( mm) .
n
Trong đó: dk – đường kính trục thứ k với k=1,2,3.
N – Công suất trên trục thứ k (kw)
n – Số vòng quay trên trục k (v/p)
- Trục 1: N1 =6,85 (kw),n1= 2910 v/p => d1 = 15,96 (mm), chọn d1= 20 (mm).
- Trục 2: N2= 6,57(kw),n2=560 v/p => d2 = 27 (mm), chọn d2 = 30 (mm).
- Trục 3: N3= 6,31 (kw),n3=130 v/p => d3 = 44 (mm), chọn d3 = 45 (mm).
(*) Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng, trong ba trị số d1, d2, d3 ở trên ta có thể lấy trị số
d2 = 30 để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình , tra bảng 14P ta có được chiều rộng của ổ B= 19
(mm)
d k =C 3
Dựa vào đường kính trên và kích thước ta phác họa lực của hộp giảm tốc:
3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Khoảng cách giữa các gối đỡ
hn = 16 – chiều cao nắp ổ và đầu bulong.
k1 = 10 – khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc
khoảng cách giữa các chi tiết quay.
k2 = 10 – khoảng cách từ thành trong hộp đến mặt bên ổ lăn.
K4=19 – chiều rộng ổ( lấy trung bình cho cả 3 trục)
K5=20 – khoảng cách từ thành ngoài vỏ hộp ở trục 1 tới khớp nối
K6= 15 – khoảng cách từ thành ngoài vỏ hộp ở trục 3 tới đĩa xích.
B1=45 – chiều rộng bánh răng cấp nhanh
B2=75 – chiều rộng bánh răng cấp chậm.
Ta có:
l1 =k4 / 2 +hn +k5 =45,5
l2 =k4 / 2 +k2 +k1 +b2 +k1 +b1 / 2 =138
l3 =b1 / 2 +k1 +k2 +k4 / 2 =52
l5 =k4 / 2 +k2 +k1 +b2 / 2 =67, 5
l6 =b2 / 2 +2k1 +b1 / 2 +k2 +k4 / 2 =122,5
l7 =k6 +b4 / 2 +hn =40,5
4.Tính phản lực lên các gối đỡ và xác định đường kính các đoạn trục.
a , Trục 1
Nối trục đàn hồi:
Lực từ khớp nối tác dụng lên trục: lực vòng P tác dụng lên bánh răng theo hướng trục x
vì vậy chiều lực từ khớp nối tác dụng lên trục được chọn ngược chiều với P để có được
ứng suất lớn nhất tác dụng lên tiết diện trục lắp bánh răng, từ đó mà ta sẽ tìm được tiết
diện trục hợp lý nhất.
æ2.T ö
÷
Pv =(0, 2 ¸ 0,3).Fv =0, 2. ç
çD ÷
è vø
Trong đó:
T = T1= 22480Nmm.
D = 80 đường kính vòng tròn qua tâm các chốt tra bảng 9-11 trang 234.
æ2.T ö
æ2.22470 ö
÷=(0, 2 ¸ 0,3). ç
ç
÷=110 N
Pv =0, 2. ç
÷
çD ÷
90 ø
è
v ø
è
Vậy:
Sơ đồ lực tác dụng lên trục:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Lực vòng P=999
Lực hướng tâm Rr = 374
Lực dọc trục Pa= 238
Áp dụng phương trình cân bằng moment và phương trình cân bằng lực ta xác định được
các lực của các ổ tác dụng lên trục:
Ta có:
åF
åF
x
=Rx1 - P +Rx 2 +Pv =0
y
=Ry1 - Pr +Ry 2 =0
P .D
52.374 - 5391
=190 Ry1 - 52 Pr + a 1 =0 ® Ry1 =
=73,98(N)
2
190
999.52 +5005
=301( N )
å my ( o) =190Rx1 - P1.52 - 110.45,5 =0 ® Rx1 = 190
® Rx 2 =P - Pv - Rx1 =999 - 110 - 300 =588( N )
åm
x(o)
® Ry 2 =Pr - Ry1 =374 - 73,98 =300( N )
Biểu đồ mô men:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Dựa vào biểu đồ momen ta có:
Moment tương đương theo công thức:
M u = M x2 +M y2
M A1 =M D1 =0
M B1 = M B21x +M B21 y = 156012 +415382 =44371Nmm
M C1 = M C21x +M C21 y = 50052 +0 =5005 Nmm
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
M tđ = M u2 +0, 75.T12
M tđA1 = M A21 +0, 75.TA21 = 0 2 +0 2 =0 Nmm
M tđB1 = M B21 +0, 75.TB21 = 443712 +0, 75.22480 2 =48454 Nmm
M tđC1 = M C21 +0, 75.TC21 = 50052 +0, 75.22480 2 =20101Nmm
M tđD1 = M D2 1 +0, 75.TD21 = 0, 75.22480 2 =19468 Nmm
Ta có:
dj ³
M tđj
3
0,1.[ s ]
d B1 ³
3
M tđB1
48454
=3
=19, 7 mm
0,1.[ s ]
0,1.63
dC1 ³
3
M tđC1
20101
=3
=14, 7 mm
0,1.[ s ]
0,1.63
d D1 ³
3
M tđD1
19468
=3
=14, 6 mm
0,1.[ s ]
0,1.63
Theo tiêu chuẩn và yêu cầu về kết cấu ta chọn các thiết diện có các giá trị sau:
dA1 = dD1 = 20(mm) (đoạn lắp ổ lăn)
dB1 = 28mm (đoạn lắp bánh răng)
b.Trục 2:
Dựa vào công thức ở các chương trước ta xác định các lực đặt lên bánh răng nghiêng:
P2 =999 N
Pr 2 =374 N
Pa 2 =238 N
Lực tác dụng lên bánh răng thẳng:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
pr 3 =1133 N
P3 =3112 N
Áp dụng phương trình cân bằng moment và phương trình cân bằng lực ta xác định được
các lực của các ổ tác dụng lên trục:
•
Tính các phản lực:
P .234,81
+å M x ( H ) =0 Û Ry 3 .190 - Pr 3 .122,5 +Pr 2 .52 + a
=0
2
238.234,81
1133.122,5 - 374.52 2
® Ry 3 =
=481( N )
190
å Y =0 Û
Ry 3 - Pr 3 +Pr 2 +Ry 4 =0
® Fy 4 =- Ry 3 +Pr 3 - Pr 2 =- 481 +1133 - 374 =278 N
åM
y(H )
=0 Û Rx 3 .190 +P3 .122,5 +P2 .52 =0
- 3112.122,5 - 999.52
® Rx 3 =
=- 2280 N
190
å X =0 Û Rx3 +P3 +P2 +Rx 4 =0
Û Rx 4 =- Rx 3 - P3 - P2 =2280 - 3112 - 999 =278 N
Vẽ biểu đồ momen:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Moment tương đương theo công thức:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
M u = M xj2 +M yj2
M E =M H =0
2
2
M F = M Fx
+M Fy
= 32467 2 +153900 2 =157287 Nmm
2
2
M G = M Gx
+M Gy
= 144432 +95244 2 =96333 Nmm
M tdj = M 2j +0, 75.T j2
M tdF = M F2 +0, 75.TF2 = 157287 2 +0, 75.112042 2 =184808 Nmm
M tdG = M G2 +0,75.TG2 = 963332 +0, 75.112042 2 =136730 Nmm
Từ bảng 7-2 trang 119 với đường kính sơ bộ d =30
mm, ta chọn
[ s ] =63MPa.
M tdj
dj ³
3
dF ³
3
MF
184808
=3
=30.8mm
0,1.[ s ]
0,1.63
dG ³
3
MG
136730
=3
=27,8mm
0,1.[ s ]
0,1.63
0,1.[ s ]
Theo tiêu chuẩn và yêu cầu về kết cấu ta chọn các thiết diện có các giá trị sau:
DE = dH = 30mm
DF = 35mm
DG = 32mm
c.Trục 3:
•
Lực tác dụng lên bánh răng:
P4 =3112
Pr 4 =1133 N
•
Lực tác dụng lên bánh xích:
Rx= 3970
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
å Y =0 Û
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Ry 5 +Pr 4 +Ry 6 - Rd =0
® Ry 5 +Ry 6 =2774 N
åM
x(M )
=0 Û Rd .230,5 - Ry 5 .190 - Pr 4 .122,5 =0
1133.122,5 - 3907.230,5
® - Ry 5 =
=- 4009 N
190
® Ry 6 =2774 - 4009 =- 1235( N )
å X =R - P +R =0
å M =0 Û R .190 - P .122,5 =0
5x
y( M )
4
6x
5x
4
3112.122,5
® R5 x =
=2006 N
190
® R6 x =- 2006 +3112 =1106( N )
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
Biểu đồ momen:
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
GVHD: HỒ NGỌC THẾ QUANG
Dựa vào biểu đồ nội lực tính moment uốn tổng hợp tại từng tiết diện theo công thức:
Moment tương đương theo công thức:
M j = M xj2 +M yj2
M I =M M =0
2
2
M K = M Kx
+M Ky
= 1623642 =162364 Nmm
2
2
M L = M Lx
+M Ly
= 151287 2 +1354052 =203032 Nmm
M j = M 2j +0, 75.T j2
M tdK = M K2 +0, 75.T 2 = 1623642 +0, 75.4627242 =432373 Nmm
M tdL = M L23 +0, 75.T 2 = 2030322 +0, 75.462724 2 =449229 Nmm
M tdI = M I 2 +0, 75.T 2 = 0 +0, 75.4627242 =400730 Nmm
Từ bảng 7-2 trang 119
dj ³
3
dI ³
3
với đường kính sơ bộ d3 = 45 mm, ta chọn
[ s ] =50MPa.
M tdj
0,1.[ s ]
M tdI 3
400730
=3
=43,11mm
0,1.[ s ]
0,1.50
dK ³
3
MK
432373
=3
=44, 2mm
0,1.[ s ]
0,1.50
dL ³
3
ML
449229
=3
=44, 7 mm
0,1.[ s ]
0,1.50
Theo tiêu chuẩn và yêu cầu về kết cấu ta chọn các thiết diện có các giá trị sau:
DI = DM = 45mm
DL = 45mm
DK = 50mm
4. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
SVTH: NGUYỄN VĂN HỒNG QUÂN
MSSV:1351080169
