Hộp giảm tốc Trục Vít Bánh Vít 1 Cấp ( Bao gồm Thuyết Minh , Bản Vẽ và Tool vẽ nhanh HGT)
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
BÀI TẬP LỚN
MÔN: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
NỘI DUNG
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
Hộp giảm tốc trục vít - bánh vít
- NỘI DUNG
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
Loại hộp giảm tốc: Hộp giảm tốc trục vít – bánh vít
|
1. Động cơ |
3. Hộp giảm tốc |
4. Nối trục |
|
2. Bộ truyền đai: dẹt |
5. Băng tải |
Các số liệu cho trước:
|
1. Lực kéo băng tải |
: F = 12000 N |
|
2. Vận tốc băng tải |
: v = 0,46 m/s |
|
3. Đường kính tang |
: D = 160 mm |
|
4. Thời hạn phục vụ |
: lh = 12000 giờ |
|
5. Số ca làm việc |
: 3 ca |
|
6. Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài |
: 45 |
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN DỘNG CƠ KHÍ
1.1. Chọn động cơ
Công suất cần thiết:
- Công suất trên trục công tác:
- Hiệu suất truyền động:
- Trong đó: ho: là hiệu suất của ổ
- htv: hiệu suất của bộ truyền trục vít
- hd: hiệu suất của bộ truyền đai
- hk: hiệu suất của khớp nối
Theo bảng 2.1chọn: ; ; ; :
Do đó h =0,95.0,82.1.0,9953 = 0,76
- Công suất cần thiết trên trục của động cơ:
(kW)
* Số vòng quay đồng bộ của đ/cơ:
- Số vòng quay trên trục công tác:
(vòng/phút)
- Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ): usb = un.uh = 3,15.20 = 63
(Chọn sơ bộ TST bộ truyền đai un = uđ = 3,15 của HGT TV-BV trụ 1 cấp uh = 20)
- Số vòng quay trên trục động cơ: nsb=nlv.ut = 54,94.63 = 3461,22 v/ph
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: nđb = 2922 (vòng/phút)
* Chọn động cơ: sử dụng loại đ/cơ 4A (chế tạo trong nước, dễ kiếm, giá thành không cao), tra bảng P1.3, chọn được động cơ với thông số sau:
Bảng 1: Thông số động cơ
|
Kiểu động cơ |
Công suất (Pđc) KW |
Vận tốc quay (nđc) ,v/p |
cos |
η(%) |
||
|
4A112M2Y3 |
7,5 |
2922 |
0,88 |
87,5 |
2,2 |
2,0 |
* Kiểm tra điều kiện quá tải của động cơ:
Điều kiện: Ta có
ðVậy động cơ đã chọn thỏa mãn điều kiện làm việc
1.2. Phân phối tỷ số truyền:
* Tính lại TST chung:
* Phân phối TST:
Theo dãy ở trang 49 [1]: Chọn tỷ số truyền đai theo tiêu chuẩn uđ = 5
Khi đó:
1.3. Tính các thông số trên các trục:
* Công suất trên các trục:
- = Pt = 5,52 kW (đã tính)
- Trục II: (kW)
- Trục I: (kW)
- Trục động cơ: Pđc = (kW)
* Số vòng quay trên các trục:
- Trục động cơ: nđc = 2922 (v/ph)
- Trục I: (v/ph)
- Trục II: (v/ph)
- Trục công tác: nct = n2 = 54,92 (v/ph)
* Mô men xoắn trên các trục
- Mô men xoắn trên trục động cơ:
(N.mm)
- Mô men xoắn trên trục 1:
(N.mm)
- Mô men xoắn trên trục 2:
(N.mm)
- Mô men xoắn trên trục công tác:
(N.mm)
1.4. Bảng kết quả tính toán:
Bảng 2: Bảng thông số kĩ thuật trên các trục
|
Trục Thông số |
Động cơ |
I |
II |
Công tác |
|||
|
Tỷ số truyền u |
5 |
10,64 |
1 |
||||
|
Số vòng quay n, v/ph |
2922 |
584,4 |
54,92 |
54,92 |
|||
|
Công suất P, kW |
7,19 |
5,55 |
6,8 |
7,19 |
|||
|
Mômen xoắn T, Nmm |
23499 |
111123 |
965086 |
959869 |
|||
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1. Chọn loại đai:
Bộ truyền đai dẹt, chịu tải trọng va đập vừa phải và đường nối tâm 2 trục bánhđainghiêngsovớiphươngngang1góc450.Chọnđaivảicaosucólớp lót.
Thông số yêu cầu:
- Công suất trên trục chủ động:
- Mô men xoắn trên trục chủ động:
- Số vòng quay trên trục chủ động:
- Tỷ số truyền bộ truyền đai:
2.2. Xác định thông số của bộ truyền:
- Theo (4.1),
mm
Chọn tiêu chuẩn:,
- Vận tốc:
(thỏa mãn)
- Đường kính bánh đai lớn:
Lấy trị số tiêu chuẩn
- Tỷ số truyền thực tế:
- Sai lệch tỷ số truyền:
(thỏa mãn)
- Theo (4.3),
mm, lấy
- Theo (4.4),
Cộng thêm mm tùy cách nối đai.
Vậy mm
- Chọn l= 5000 mm
- Số vòng chạy của đai (1/s) (1/s)
- Ta có là góc ôm tối thiểu của bánh đai nhỏ để đai có thể làm việc
Theo (4.7),
2.3. Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai:
- Theo (4.9),
- Theo bảng 4.8[1], tỷ số nên dùng (đai vải cao su)
do đó
- Theo bảng 4.1[1], dùng loại đai Ƃ-800 có lớp lót, trị số tiêu chuẩn (với số lớp là 3)
- Ứng suất có ích cho phép theo (4.10) :
[
Trong đó:
Với bộ truyền đai vải cao su, góc nghiêng của đường tâm bộ truyền so với phương nằm ngang là 45, điều chỉnh định kì lực căng, chọn
Theo bảng 4.9[1], , , do đó:
: hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm
: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai
.
trong đó: sử dụng đai cao su nên
: hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng 4.12 với góc nghiêng của bộ truyền ta được
- Theo công thức (4.8),
trong đó theo bảng 4.7: (Vì va đập vừa, có 3 ca làm việc)
- Chọn chiều rộng đai theo tiêu chuẩn
- Chiều rộng bánh đai (bảng 21.16)
2.4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
- Theo (4.12),
- Theo (4.13),
Bảng 2.1 : Thông số bộ truyền đai
|
Thông số |
Ký hiệu |
Giá trị |
|
Loại đai |
Đai dẹt |
|
|
Đường kính bánh đai nhỏ |
|
160 |
|
Đường kính bánh đai lớn |
|
800 |
|
Chiều rộng đai |
|
50 |
|
Chiều dày đai |
|
4,5 |
|
Chiều rộng bánh đai |
|
63 |
|
Chiều dài đai |
|
5000 |
|
Khoảng cách trục |
|
1600 |
|
Góc ôm bánh đai nhỏ |
|
157,2 |
|
Lực căng ban đầu |
|
405 |
|
Lực tác dụng lên trục |
|
794,02 |
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT BÁNH VÍT
3.1. Chọn vật liệu
- Tính sơ bộ vận tốc trượt
+ n1 là số vòng quay trục vít
+ là momen xoắn trên trục bánh vít
Với Vs < 5 m/s dùng đồng thanh không thiếc và đồng thau để chế tạo bánh vít, dùng thép C45 tôi bề mặt đạt độ rắn
Chọn vật liệu bánh vít : đồng thanh nhôm - sắt – niken (Bảng 7.1- HDĐCK 1)
+ Kí hiệu БpAЖH10-4-4
+ Cách đúc: đúc li tâm
+ b = 600 Mpa ; ch = 200 MPa
- Chọn vật liệu trục vít : thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn
3.2. Xác định ứng suất cho phép
- Tra bảng 7.1 với bánh vít bằng БpAЖH10-4-4 đúc li tâmb = 600 MPa ; ch = 200 Mpa
- Tra bảng 7.2 với cặp vật liệu БpAYH10-4-4 và thép tôi
[H ] = 232,3 MPa
Với bộ truyền làm việc 1 chiều ta có, tính theo (7.7) :
MPa
Hệ số tuổi thọ :
Trong đó :
Do đó theo công thức (7.6) :
Theo công thức (7.14) :
3.3. Tính và thiết kế
3.3.1. Xác định khoảng cách trục
Chọn sơ bộ KH = 1,2
Với u=10,64 ; z1=4 z 2 = u . z 1 = 10,64.4 = 42,56 (răng)
Chọn z2 = 43
- Tính sơ bộ q theo công thức thực nghiệm:
q = 0,3. z 2 = 0,3. 43 = 12,9 theo bảng 7.3 chọn q = 14
T2 = 965086 Nmm
- Khoảng cách trục sơ bộ:
=> Chọn aw = 170 (mm)
- Tính môđun m:
lấy m =6,3 (Bảng 7.3/150)
=>
Lấy aw = 180 tính hệ số dịch chỉnh theo (7.18):
Thỏa mãn điều kiện -0,7 0,7 để tránh cắt chân răng và nhọn bánh vít trong thực tế.
3.3.2. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc :
Chọn θ theo bảng 7,5 ta được θ =123
Theo (7.20):
Trong đó :
Với Vs = 2,83 (m/s) chọn cấp chính xác 8 ( bảng 7.6)
Tra bảng 7.7: KHv = 1,19
Theo công thức (7.19) ứng suất tiếp xúc:
Đảm bảo điều kiện tiếp xúc
3.3.3. Kiểm nghiệm độ bền uốn:
Với là modun pháp của bánh vít
là hệ số tải trọng
, , là đường kính vòng chia bánh vít.
b2 là chiều rộng vành răng bánh vít.
YF là hệ số dạng răng.
- Chiều rộng bánh vít ( bảng 7.9 ): Khi
Lấy b2 = 65 mm
Tra bảng 7.8 – Tính toán thiết kế KHDĐCK tập 1
(mm)
Mpa < MPa
Điều kiện bền uốn thỏa mãn
3.4. Tính nhiệt truyền động trục vít
Trong đó :
Chọn : hệ số tản nhiệt
: hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống đế máy
= 39,43 (ứng với nq = 2922 v/p : hệ số hệ số tỏa nhiệt của phần hộp được quạt
Thừa nhận tđ = 90oC (trục vít đặt dưới bánh vít), to = 20oC
Với Vs = 2,59theo bảng 7.4 – TTTKHDĐCK tập 1 ta được góc ma sát do đó theo (7.23) :
kW
Thay số vào ta được: (m2)
3.5. Các thông số cơ bản của bộ truyền
Bảng 3: Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền trục vít – bánh vít
|
Thông số |
Ký hiệu |
Công thức |
Giá trị |
|
Khoảng cách trục |
aw |
aw = 0,5m(q + z2 + 2x) |
aw = 180 mm |
|
Tỷ số truyền |
u |
|
u = 10,64 |
|
Mô đun |
m |
|
m= 6,3 |
|
Hệ số đường kính |
q |
|
q = 14 |
|
Số đầu mối ren trục vít |
Z1 |
|
Z1 = 4 |
|
Số răng bánh vít |
Z2 |
|
Z2 = 43 |
|
Hệ số dịch chỉnh |
x |
x = aw/m – 0,5(q + z2) |
x = 0,07 |
|
Đường kính vòng chia |
d |
d1 = qm ; d2 = mz2 |
d1 = 88,2 mm |
|
Đường kính vòng đỉnh |
da |
da1 = d1 + 2m = m(q + 2) da2 =m(z2 + 2 + 2x) |
da1 = 100,8 mm da2 = 284,4 mm |
|
Đường kính vòng đáy |
df |
df1 = m(q – 2,4) df2 = m(z2 – 2,4 + 2x) |
df1 = 73,08 mm df2 = 256,7 mm |
|
Đường kính ngoài của bánh vít |
daM2 |
daM2 ≤ da2 + 2m Khi z1 = 1 daM2 ≤ da2 + 1,5m Khi z1 = 2 daM2 ≤ da2 + m Khi z1 = 4 |
daM2 = 290(mm) |
|
Chiều rộng bánh vít |
ba |
b2 ≤ 0,75da1 Khi z1 = 1; 2 b2 ≤ 0,67da1 Khi z1 = 4 |
b2 = 65 mm |
|
Góc ôm |
d |
d = arcsin[b2/(da1 - 0,5m)] |
d = 41,73 |
