CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1. Tính chọn động cơ điện 1. Chọn kiểu loại đông cơ Với hệ dẫn đông cơ khí (hệ dẫn động bang tải, xích tải, vít tải… dùng với các hộp giảm tốc) nên sử dụng loại đông cơ điện xoay chiều 3 pha roto lồng sóc. Chọn công suất động cơ Công suất trên trục động cơ điện là Pctvà được tính theo công thức : Pct = trong đó : Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác (kw) là hiệu suất truyền của cả toàn bộ hệ thống Công suất làm việc khi tải trọng thay đổi theo bậc ta có : Trong đó : P1 là công suất lớn nhất trong các công suất tác dụng lâu dài trên trục máy công tác P1 = = = 8,1 (kw) Theo chế độ tải có P=T.
mà vận tốc góc không đổi P tỉ lệ với T (momen quay) Thay số ta có: = Dựa vào bảng 2.Trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ ta chọn : -6 + Hiệu suất của bộ truyền xích (che kín): + Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín) : + Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn: ηol =0,99 +Hiệu suất của khớp nối trục Vậy ta tính đươc hiệu suất của toàn bộ hệ thống η theo công thức : = = = 0. Chọn tốc độ đồng bộ của đông cơc0 +Tra bảng 2.4 ( trang 21) để chọn tỉ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ,từ đó tính số vòng quay đồng bộ dựa vào số vòng quay của máy công tác: Truyền động xích thì ux =2.5 tỉ số truyền toàn bộ của hệ thống được tính theo công thức: Với truyền động xích :ut= ux UHGT=3 10 = 30 trong đó : + uX là tỉ số truyền của truyền động xích và ta chọn ux= 3 + uHGT là tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp và ta chọn uHGT= 10 +Gọi nlv là số vòng quay của trục máy công tác (trục tang quay hoặc đĩa xích tải) và được tính theo công thức: nlv = =101,11 (vòng/phút) trong đó: v- vận tốc băng tải hoặc xích tải, m/s; D-đường kính tang quay, mm; +Chọn số truyền chung sơ bộ : Vậy số vòng quay sơ bộ của động cơ( nsb) là: nsb= nlv.ut -7 nsb = 101,11 30 =3033,3 (vòng/phút) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ =3000 vòng/phút 1. Chọn đông cơ thực tế Với điều kiện chọn động cơ là : Dựa vào bảng P1.các thông số kỹ thuật của động cơ 4A với = 7,78(kw) và =3000 (vòng/phút) ta dùng động cơ 4A112M2Y3 có =7,5 kW , =2922 (vg/ph) và 1. Phân phối tỷ số truyền 1.Tỉ số truyền bên trong hộp giảm tốc - Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền động được tính theo công thức (Theo 3.23 trang 48) Tài Liệu1 ta có : ut = = = 28,89 -Tính tỉ số truyền cấp nhanh (u1)và tỉ số truyền cấp chậm (u2) : + Tỉ số truyền của hộp giảm tốc(uh) tính theo công thức : UHGT= = = 9.63 -Với hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ: =u1 u2 (1) -Đối với hộp giảm tốc đồng trục ta có: u1= u2= = = 3,103 (2) ( theo công thức 3.14 trang 42 sách hướng dẫn tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) 1.Tính tỉ số truyền bên ngoài hộp giảm tốc Tính lại Uxtheo u1, u2: Ux= 1.
Tính toán thông số trên các trục -8 1. Tính công suất trên các trục Plv = Ptd = 6,699 kW kw 1. Tính số vòng quay trên các trục (vòng/phút) (vòng/phút) (vòng/phút) (vòng/phút) 1. Tính mômen xoắn trên các trục Ta có : Ti= do đó ta tính được: Tdc= = 23859(Nmm) T1= =22780(Nmm) T2= (Nmm) T3= =192981 (Nmm) -9 1.
Lập bảng kết quả Bảng thông số Trục ĐỘNG CƠ I II III Thông số Tỷ số truyền 1 3,03 3.03 Công suất(kw) 7,3 6,97 6,7 6,43 Số vòng 2922 2922 941,66 303,4 quay(vòng/phút) Momen T (Nmm) 23859 22780 66353 192981 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.Tính toán bộ truyền xích 2.1 Các thông số ban đầu: P1 = = =6,43 KW; n1= =303,4 vòng/phút T1 = 23859 N. Chọn loại xích Chọn xích ống con lăn( loại xích này có zmin=17- 19 đối với xích con lăn vận tốc trung bình, zmin = 13 - 15 khi vận tốc thấp).Vì tải trọng không lớn và vận - 10 tốc nhỏ, nên ta chọn xích ống con lăn.Xích ống con lăn có ưu điểm là: độ bền mòn của xích ống con lăn cao hơn xích ống, chế tạo nó không phức tạp; do đó, nó được dùng rất rộng rãi trong kĩ thuật. Chọn số răng đĩa xích Ta có công thức z1= 29 - 2u ( trang 80 tài liệu 'tính toàn hệ dẫn động cơ khí'), ta có: z1= 29 - 2u = 29 - 2. Xác định bước xích Để đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích ta có: Pt= P.3 theo tài liệu 'tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí') Với + P : Là công suất cần truyền qua bộ truyền xích.
+ Pt: là công suất toán (kw) +[P]: là công suất cho phép(kw) +kn:Làhệ số vòng quay. Chọn số vòng quay của đĩa cơ sở của đĩa nhỏ là: n01=400 (vòng/phút) kn=n01/n1=400/ 303,4= 1,318 +kz:Làhệ số răng : kz = +k = kđ.kc; trong đó: kđ: hệ số tải trọng động. Đề bài cho tải trọng va đập êm, nên ta chọn kđ = 1 k0 : hệ số ảnh hưởng của kích thước bộ truyền.Do đường nối tâm cácđĩa xích trùng với phương ngang. ka: hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích ;chọn a = (30 50).p; suy ra ka = 1.Chọn a = 40 kđc: hệ số kể đến việc điều chỉnh lực căng xích.
Do điều chỉnh bằng mộttrong các đĩa xích. kbt:hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn .Vì môi trường làm việc có bụi, bôi trơn đạt yêu cầu nên chọn kbt=1,3. kc : hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền ; kc = 1,25 (làm việc 2 ca) - 11 k = 1. 1,25 = 1,625 Như vậy ta có : Pt = P.1,08=14,87 kW Tra bảng 5.chọn bộ truyền xích một dãy có: bước xích : p = 25,4 mm ; đường kính chốt : dc=7,95mm ; chiều dài ống : B=22,61 mm ; công suất cho phép : [P]=19 kW.
Thỏa mãn điều kiện mòn: Pt [P]=19 kW Đồng thời nhỏ hơn bước xích cho phép : p pmax 2. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích Khoảng cách trục sơ bộ: a=40.25,4=1016mm Theo công thức 5.12 (tài liêu tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí') số mắt xích: x =2.a) Lấy số mắt xích chẵn : Xc =132 Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13(tài liêu tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí'): 83,4 a*= Để xích không chịu lực căng quá lớn ta phải giảm khoảng cách trục một lượng a = 0,003. 1076=3,228 mm Vậy lấy khoảng cách trục : a = a*- a= 1016– 3,093 =1072,9 (mm). - 12 Số lần va đập của bản lề xích trong một giây, tính theo công thức (5.9 theo tài liệu' tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí') 2.
Tính kiểm nghiệm về độ bền xích. Kiểm nghiệm quá tải theo hệ số an toàn (chịu tải trọng lớn khi mở máy và chịu va đập khi vận hành) Theo công thức (5.15) : S = [S] Trong đó Theo bảng ( 5.2) theo tài liệu' tính toán thiết kế hệ dẫn đọng cơ khí' tập 1 , ta có: Q = 56700 N ; q1 = 2,6 kg ; Hệ số tải trọng động: Kđ = 1 Ft –lực vòng ; v= = 23.6,43/2,95= 2179,6 N Fv :lực căng do lực li tâm gây ra: Fv = q1. 2,952 = 22,6N F0 :lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra : F0 = 9,81. Do đó s >[s] = 9,3 (theo bảng 5.10 tài liệu' tính toán thiết kế hệ dẫn đọng cơ khí') Vậy bộ truyền xích làm việc đủ bền 2.
Xác định thông số của đĩa xích Theo công thức ( 5.17 ) , Đường kính vòng chia: - 13 d1= => d2 = => d2 Đường kính vòng đỉnh đĩa xích: da1 = p.[ 0,5 + cotg(180/69)] = 570,2 mm Bán kính đáy: r = 0,5025dl + 0,05 =0,5025.15,88+ 0,05 = 8,03 mm Với dl = 15,88 mm ( tra bảng 5.2/78) Đường kính vòng chân đĩa xích: df1 = d1- 2r = 186,5 – 2.8,03 = 542 (mm) -Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc: Theo công thức (5.18) : H1 = 0,47 £[sH1 ] Trong đó: [sH1 ]- Ứng suất tiếp xúc cho phép Chọn vật liệu là thép 45 , tôi cải thiện sẽ đạt được độ rắn HB=210 ta có [sH1]=600Mpa Lực va đập : Fvd = 13.1 = 6,8N Hệ số tải trọng động : Kđ=1,2(bảng 5. Hệ số ảnh hưởng của số răng đến đĩa xích : Kr = 0,432(vì Z1 =24) Diện tích bản lề : A = 180 mm2 (tra bảng (5.12)với p=25,4 mm, xích ống con lăn một dãy) - 14 Mô dun đàn hồi: E = 2E1E2/(E1+E2) = 2,1.105 , cả 2 đĩa xích đều làm bằng thép. =516,4(MPa) sH1<[sH] : nghĩa là đĩa xích 1 đảm bảo độ bền tiếp xúc .: Đĩa xích 2 cũng đảm bảo độ bền tiếp xúc 2. Xác định lực tác dụng lên trục Theo công thức (5.Ft; trong đó: kx:hệ số xét đến tải trọng của xích kx= 1,15 - do bộ truyền năm ngang ); Fr = 1,15.
Các thông số của bộ truyền xích : P1=6,43 KW; n1= n2=303,4 vòng/phút T1=198983N. *) Bảng thông số bộ truyền xích Thông số ký hiệu giá trị loại xích ----------------- Xích ống con lăn bước xích p 25,4 mm số mắt xích x 132 chiều dài xích L khoảng cách trục a 1072 mm số rằn đĩa xích nhỏ Z1 23 số răng đĩa xích lớn Z2 69 vật liệu đĩa xích -------------------- Thép C45 (tôi cải thiện) đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 168,5 mm - 15 đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 558 mm đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 197,5 mm đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 570,2 mm bán kính đáy r 8,03 mm đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 170,4 mm đường kính chân răng đĩa xích lớn df2 542 mm lực tác dụng lên trục Fr 2506,5 N 2.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 2. Chọn vật liệu: Với đặc tính của động cơ đã chọn cùng yêu cầu của đầu bài ra và quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau Cụ thể theo bảng 6-1/92[TL1] ta chọn : Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241.285 có Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB1 = 250 Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192.240 có Do tốc độ quay và cường độ làm việc nhỏ hơn bánh nhỏ nên chọn độ rắn bánh lớn thấp hơn 10-15 .Chọn độ rắn bánh răng nhỏ là HB2 = 235 2.