ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ Soá lieäu thieát keá: Coâng suaát treân truïc coâng taùc:P=4,5 (KW) Soâ voøng quay treân truïc coâng taùc:n=45 (vgphuùt) Thôøi gian phuïc vuï: L = 7 naêm töông ñöông 16800 giôø Cheá ñoä laøm vieäc: Quay moät chieàu, laøm vieäc moät ca, taûi va ñaäp nheï, 1 naêm laøm vieäc 300 ngaøy, 1 ca laøm vieäc 8 giôø. Cheá ñoä taûi: T1 = T ;T2 = 0,6T t1 = 15 ; t2 =36 Sô ñoà ñoäng heä thoáng truyeàn ñoäng Ñu quay PHAÀN I: CHOÏN ÑOÄNG CÔ VAØ PHAÂN PHOÁI TYÛ SOÁ TRUYEÀN Soá lieäu thieát keá: Coâng suaát treân truïc coâng taùc: Pct = 4.5KW Soá voøng quay truïc coâng taùc: nct= 45 vg phuùt 1.1 CHOÏN ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN 2. Coâng suaát caàn thieát cuûa ñoäng cô: laøm tieáp trong ñoù: Pct.KA=4,50,74 =3,332 KW laø coâng suaát tính toaùn cuûa truïc coâng taùc vôùi vaø Hieäu suaát chung cuûa boä truyeàn: Trong ñoù:hieäu suaát boätruyeàn xích hieäu suaát boätruyeàn baùnh raêng hieäu suaát boätruyeàn oà laên hieäu suaát noái truïc ñaøn hoài 3. Vôùi coâng suaát caàn thieát cuûa ñoäng cô Pdc =4,06 KW. 4. Tra baûng P1.3 taøi lieäu tham khaûo 1 ñeå choïn ñoäng cô
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYEÀN
Chọn động cơ điện
2.Công suất cần thiết của động cơ: làm tiếp η A ct dc
P P trong đó: Pct.KA=4,5*0,74 =3,332 KW là công suất tính toán của trục công tác với 0 , 74
= ∑ ∑ và Hiệu suất chung của bộ truyền:
Trong đó:hiệu suất bộtruyền xíchηX =0 , 91 hiệu suất bộtruyền bánh răng 97
=0 η br hiệu suất bộtruyền ồ lăn η OL = 0 , 99 hiệu suất nối trục đàn hồi ηOL =1 )
3.Với công suất cần thiết của động cơ Pdc =4,06 KW.
Phaân phoái tyû soá truyeàn
Từ bảng số liệu ta chọn loại động cơ 4A112M4Y3
4 Với tỷ số truyền chung uch= = 31,67 tra bảng 3.1 trang
43 tài liệu tham khảo[1] ta chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc và của các cấp bánh răng như sau:
Uhộp giảm tốc= 15,835 vơí ubr1 = 4,5
Ubr2 = 3,52 Từ đó ta có tỷ số truyền của bộ truyền xích là :
X = = 5 Với các thông số vừa chọn, ta thiết lập bảng đặc tính kỹ thuật sau:
Trục I(Động cô) II III IV(Coâng tác)
Số vòng quay(vg/phuùt) 1425 316,67 89,96 45
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
Thiết kế bộ truyền Xích
Số vòng quay bánh dẫn: n ,96 vg/phút
Tyû soá truyeàn: u= 2 Điều kiện làm việc: quay một chiều, làm việc 1 ca ,tải va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giọt, trục đĩa xích điều chỉnh được.
1 Chọn loại xích ống con lăn một dãy.
2 Soỏ raờng ủúa xớch daón:
Theo bảng 5.4 tài liệu [1] trang 80 ứng với tỷ số truyền u= 2 chọn Z1) – 2U = 25.
⇒ Z2 =u.Z1 = 2 25 P Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích:
K = Kr Ka Ko Kdc Kb Klv
Kr =1,3 là hệ số tải trọng động ứng với tải va đập nhẹ.
Ka =1 là hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục với a =(30 ÷50 ) pc
K0 =1 là hệ số ảnh hưởng bố trí bộ truyền ứng với bộ truyền nằm ngang
Kdc =1 là hệ số ảnh hưởng khả năng điều chỉnh lực căng xích.
Kb =1 là hệ số điều kiện bôi trơn.
Klv =1 số làm việc ứng với làm việc 1 ca.
⇒ K = Kr Ka Ko Kdc Kb Klv =1,3.
Ta có hệ số vòng quay K n n 89 200 , 96 2 , 2
01 n = = Với n01 0 tra từ bảng 5.4 tài liệu tham khảo[3].
Và hệ số răng đĩa xích : 25 25 25 1
Và hệ số xét đến dãy xích ứng với xích một dãy: Kx = 1
3 Từ đó ta có công suất tính toán: kw 42 ,
P K x z n t = = Theo bảng 5.4 tài liệu [3] ứng với công suất cho phép [P]> Pt và số vòng quay thực nghiệm n01 0 ta có được bứơc xích pc 1,75mm.
4 Kiểm tra số vòng quay tới hạn ứng với bước xích pc1,75mm tra từ bảng 5.2 [3] ta có ntới hạn c0 > nbộ truyền,96 (vg/phút) Ta thấy bước xích vừa chọn trên thoã.
5 Tiếp tục ta kiểm mghiệm bước xích theo công thức sau :
Với [Po] )MPa tra từ bảng 5.3 tài liệu [3]
Thế vào biểu thức trên ta có 27 , 8 mm
1 c≥ Vậy bước xích đã chọn thoã mãn điều kiện trên.
8 Tính toán các thông số của bộ truyền xích vừa chọn :
+ Vận tốc trung bình của xích: 1 , 19 ( m / s )
F t 00 + Chọn khoảng cách trục sơ bộ từ a@pc 70mm từ a =(30÷50)pc
Ta chọn X0 mắt xích + Chiều dài xích: L=X.pc= 3810 mm.
Từ đó ta tính khoảng cách trục chính xác: mm 57 ,
Và để bộ truyền xích làm việc bình thường ta giảm khoảng cách trục xuống một đoạn bằng (0,002÷0,004)a
Do đó ta có khoảng cách trục tính toán là a = 1299 mm + Lực tác dụng lên trục: Fr= Km Ft = 1,15 4193.3 4822.3(N)
Với Km=1,15 hệ số trọng lượng xích ứng với bộ truyeàn xích naèm ngang.
9 Kiểm nghiệm số lần xích va đập trong 1 giây:
25 X 15 n i= Z 1 1 = = < Với [i] tra bảng 5.6 tài liệu[3]
10 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:
Với Q ,5 (KN) tra bảng 5.2 tài liệu[1]
Fv=qm.v 2 = 5,4 (N) Với qm=3,8 (kg/m) tra bảng 5.2 tài liệu [1]
Với Kf=6 hệ số phụ thuộc độ võng của xích khi xích naèm ngang.
⇒Với [s] hệ số an toàn cho phép phụ thuộc vào số vòng quay và bước xích =(7,8÷9,4) bảng 5.7 tài liệu [3].
Thiết kế bánh răng
3 Bộ truyền xích ống con lăn
2 Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi
Chế độ làm việc: Quay một chiều, làm việc một ca, tải va đập nhẹ, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ.
Chọn vật liệu chế tạo bánh răng :
Chọn thép 45 Cr đựơc tôi cải thiện
Theo bảng 6.1 tài liệu [1] ta chọn độ rắn trung bình:
Bánh dẫn: HB 1 %0 HB Bánh bị dẫn: HB 2 "8 HB
A TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM
Số vòng quay bánh dẫn: n = 316,67 vg/phút
Tuổi thọ L h = 7 năm tương đương 16800 giờ
1 Số chu kỳ làm việc cơ sở.
Và: NFO1=NFO2=5.10 6 chu kỳ
2 Số chu kỳ làm việc tương đương:
Vì: N HE 1 >N HO 1;N HE 2 >N HO 2;N FE 1 >N FO 1;N FE 2 > N FO 2
Nên ta có hệ số tuổi thọ: K HL 1 =K HL 2 =K FL 1 =K FL 2 =1
3 Theo 6.13 tài liệu [3], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc:
Bánh dẫn : δOH lim 1=2 HB +70 =570 MPa Bánh bị dẫn: δOH lim 2 =2 HB +70 =526 MPa
4 Ta có giới hạn mỏi uốn:
Bánh dẫn : δOF lim 1 =1 , 75 HB=437 , 5 MPa Bánh bị dẫn: δOF lim 2 =1 , 75 HB=399 MPa
5 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
9 , 0 lim. δ =δ khi tôi cải thiện: sH=1,1 tra bảng 6.13 [3]
Chọn giá trị nhỏ trong 2 giá trị trên ta có ứng suaát tieáp xuùc cho pheùp: [ ]δH =430 , 4 MPa
6 Ứng suất uốn cho phép tính theo công thức sau:
F K s δ lim δ = Với sF=1,75 tra bảng 6.13 [3]
7 Do hộp gỉam tốc được bôi trơn tốt ( bộ truyền kín) Do đó tính toán thiết kế theo độ bền tiếp xúc.
Theo bảng 6.15 tài liệu [3] ta chọn: ψba =0,4
) 1 ( + = ba u bd ψ ψ Ứng với ψbd vừa chọn , tra bảng 6.4 [3] ta có :
8 Khi đó, khoảng cách trục bộ truyền bánh răng trụ raêng thaúng:
Theo tiêu chuẩn chọn: aw = 200mm.
9 Với khoảng cách trục vừa chọn ta chọn môđun răng theo : m= (0,01÷0,02)aw (Ứng với HB1, HB2 < 350HB)
10 Các thông số hình học của bộ truyền: o Đường kính vòng chia: d1= z1 m0 3 = 90 mm d2 =z2 m3 3 = 309 mm o Đường kính vòng đỉnh:
= z m u a w mm o Chiều rộng vành răng:
Bánh bị dẫn: b 2 =ψ ba a=0 , 4 200=80 mm.
Bánh dẫn: b 1 = b 2 +5+5 mm o Vận tốc vòng bánh răng:
. 60000 n d v= π 1 1 = π Theo bảng 6.3 [3] chọn cấp chính xác là 9. o Xác định giá trị các lực :
1 1 t = = Lực hướng tâm: FR1= Ft1.tgα= 1268,4N Bánh bị dẫn:
2 2 t = = Lực hướng tâm: Fr2= Ft2tgα= 1248N.
11 Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc:
Theo bảng 6.5 [3], ta chọn hệ số tải trọng động :
Do đó bánh răng thoã điều kiện Ứng suất tiếp xuùc.
12 Tiếp tục kiểm nghiệm theo độ bền uốn: o Hệ số dạng răng:
F = + = + = o Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng:
2 F δ ⇒ Ta kiểm nghiệm bánh bị dẫn có độ bền thấp hôn. o Ứng suất uốn tính toán:
Do đó độ bền uốn được thoã.
B TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG
Số vòng quay bánh dẫn: n 1 = 1425 vg/phút
Tuổi thọ L h = 7 năm tương đương 16800 giờ
1 Số chu kỳ làm việc cơ sở.
Và: NFO1=NFO2=5.10 6 chu kỳ
2 Số chu kỳ làm việc tương đương:
Vì: N HE 1 >N HO 1;N HE 2 >N HO 2;N FE 1 >N FO 1;N FE 2 > N FO 2
Nên ta có hệ số tuổi thọ: K HL 1 =K HL 2 =K FL 1 =K FL 2 =1
3 Theo 6.13 tài liệu [3], ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc:
Bánh dẫn : δOH lim 1=2 HB +70 =570 MPaBánh bị dẫn: δOH lim 2 =2 HB +70 =526 MPa
Bánh dẫn : δOF lim 1 =1 , 75 HB=437 , 5 MPa Bánh bị dẫn: δOF lim 2 =1 , 75 HB=399 MPa
5 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
9 , 0 lim. δ =δ Với sH=1,1 tra bảng 6.13 [3]
Ta có ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ]δH =0 , 45 ([δH 1 ]+[δH 2 ])=403 , 6 MPa