CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1. Tính chọn động cơ điện 1.1Tính toán công suất cần thiết của động cơ điện: Pct Pyc = ỗ Trong đó : Pct : Công suất trên 1 trục công tác Pyc : Công suất trên trục động cơ F. v Pct = = 1,912kW 1000 Hiệu suất của bộ truyền : η = η4ol. η2br (1) Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn : ηol = 0,99 Hiệu suất của bộ đai : ηd = 0,96 Hiệu suất bộ truyền bánh răng : ηbr = 0,97 Hiệu suất của khớp nối : ηkn = 0,99 Thay số vào (1) ta có : η = η4ol.
0,97^2 = 0,85 Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là : Pct 1.912 Pdc ≥ Pyc = = = 2,24kW ỗ 0.Xác định số vòng quay của động cơ Trên trục công tác có : 60000.D Mà ta có: usơ bộ = usb Hộp. usb Ngoài SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 4 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI Tra bảng 2-2/32 ta có: usb Hộp = 8 − 40 => Chọn usb Hộp = 10 (Hộp khai triển) usb Ngoài = 2 − 4 => Chọn usb Ngoài = 3 (Đai dẹp) usơ bộ = usb Hộp.Chọn động cơ Từ Pdc ≥2,2Kw & 𝑛 =1478,6(v/ph) Kiểu động cơ 𝐏𝐝𝐜 (𝐊𝐖) 𝛈𝐝𝐜(𝐯/𝐩𝐡) K112S4 2,2 1440 1.Phân phối tỉ số truyền 1.Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống Theo tính toán ở trên ta có: v ndc = 1440( ) ph v nct = 49,29( ) ph Tỉ số truyền chung của hệ thống là: SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 5 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI ndc uchung = =29,21 nct 1.Phân phối tỉ số truyền cho hệ ndc 1430 uchung = = = 29,21 nct 49,29 Mà uchung = uHop. 2,84 = 3,408 uchung 29,21 ud = = = 3 = uNgoai uHop 9,67 1.Tính các thông số trên các trục 1.V Công suất trên trục công tác là: Pct = = 2,24kW 1000 Pct 2,24 P3 = = = 2,309kW ηol.0,99 P1 2,453 Pdc = = = 2,581kW ηol.Số vòng quay Theo tính toán ở trên , ta có : v ndc = 1440( ) ph SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 6 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI ndc 1440 v n1 = = = 480 ( ) ud 3 ph n1 v n2 = = 176,8 ( ) u1 ph n2 v n3 = = 49,3 ( ) u2 ph v nct = n3 = 49,3 ( ) ph 1.Momen xoắn trên các trục Momen xoắn thực trên trục động cơ là: Pđc Mdc = 9,55. mm) ỗđc Momen xoắn trên trục 1 là: P1 M1 = 9,55.
mm) ỗ1 Momen xoắn trên trục 2 là: P2 M2 = 9,55. mm) ỗ2 Momen xoắn trên trục 3 là: P3 M3 = 9,55. mm) ỗ3 Momen xoắn trên trục công tác là: Pct Mct = 9,55. mm) ỗct SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 7 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI 1.Bảng thông số động học Thụng số/ Động cơ 1 2 3 Cụng tỏc Trục U 𝐮𝐝 = 𝟑 𝐮𝟏 = 𝟑, 587 𝐮𝟐 = 𝟐, 715 𝐮𝒌 = 𝟏 n(v/ph) 1440,0 480,0 176,8 49,3 49,3 P(kW) 2,581 2,453 2,380 2,309 2,240 M(N.mm) 17 116 48 801 128 546 447 363 434 032 SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 8 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 2.1 Thông số kỹ thuật của bộ truyền đai Bộ Truyền Đai Dẹt Ta cú: 𝑃độ𝑛𝑔 𝑐ơ = 2,581 (𝑘𝑊 ) 𝑛độ𝑛𝑔 𝑐ơ = 1440(𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) 𝑈đ𝑎𝑖 = 3 𝑀độ𝑛𝑔 𝑐ơ = 17115,9 (𝑁.
𝑚𝑚) Chọn loại đai: -Chọn đai vải cao su. Vì có sức bền và đàn hồi cao, ít chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm Xác định đường kính bánh đai: -Đường kính bánh đai nhỏ: 1100 3 𝑃 𝐷𝑑1 = ( ). √ = (141 ÷ 166)𝑚𝑚 1300 𝑛 Trong đó: P là Công suất trên trục dẫn kW. n là Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn.
Theo bảng 5-1/85 chọn đường kính 𝐷𝑑1 = 150 (𝑚𝑚) 𝜋.1000 Lấy ξ =0,01 Đường kính bánh đai lớn: 𝐷𝑑2 = 𝑢. 100% = 5% n2 Sai số nằm trong phạm vi cho phép (3% ÷ 5%), nên không chọn lại D2 SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 9 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI 2.Chọn sơ bộ khoảng cách trục A Chiều dài tối thiểu của đai: v Lmin = = 4m = 4000mm umax Lấy Lmin = 4000mm Tính A theo Lmin 2Lmin − π. (Dd2 − Dd1 )2 A= 8 = 1599mm Kiềm nghiệm điều kiện : A ≥ 2. A Tùy theo cách nối đai, tăng thêm chiều dài đai khoảng 100 ÷ 400 2.
Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ: ( Dd2 −Dd1 ) α =180°- .57°=167°52’≥ 150° A Điều kiện thoả mãn 2.4 Xác định tiết diện đai: 𝛿 1 Chiều dày đai δ được chọn theo tỷ số ≤ theo bảng 5-2/86: 𝐷 40 𝐃𝐝𝟏 160 δ≤ = = 4 (mm) 40 40 Theo bảng 5-3/87 chọn đai vải cao su loại A có chiều dày δ = 4mm. Dd1 160 Lấy ứng suất căng ban đầu σo = 1,8N/mm2 , theo trị số ≤ =4 tra trong ọ 40 bảng 5-5/89 tìm được [σp ]o = 2,25N/mm2 Các hệ số: Ct = 0,9 Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng, tra bảng 5-6/89. Cα= 0,95 Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, tra bảng 5-7/90. Cv = 0,99 Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, tra bảng 5-8/90.
SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 10 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI Cb = 1 Hệ số xét đến sự bố trí bộ truyền, tra bảng 5-9/91. Chiều rộng của đai: 1000.Cb o Theo bảng 5-4/88 chọn chiều rộng của đai: b = 50 (mm) 2.5 Xác định chiều rộng B của bánh đai: Theo bảng 5-10/91 ứng với chiều rộng của đai b = 40 (mm) ta tìm được: Chiều rộng B của bỏnh đai: B = 63 (mm).6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu được tính theo công thức: S0 = σ0 .40 = 288 (N) Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức: ∝1 167°52’ R ≈ 3. sin 2 2 =858,45(N) SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 11 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: 3. Chọn vật liệu: Với đặc tính của động cơ đó chọn cùng yêu cầu của đầu bài ra và quan điểm thống nhất trong thiết kế nên ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau Cụ thể theo bảng 3-8/40 ta chọn: Bánh nhỏ: thép 55 thường hóa có σ b1 =660N / mm2 , σ ch1 = 330N / mm2.
Bánh lớn: thép 45 thường hóa có σ b2 = 600N / mm2 , σ ch1 = 300N / mm2 HB2 = 220. Xác định ứng suất cho phép: a. Ứng suất tiếp xúc cho phộp: Mi 3 Số chu kỳ tương đương: Ntd = 60. Ti Mmax Trong đó: -u là số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng quay 1 vòng.
-Mi ; ni ; Ti là momen xoắn, số vòng quay trong một phút và tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i. -Mmaxlà momen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng. -No là số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc. -k M là hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xỳc.
Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ: Mi 3 Ntd1 = 60.106 > No = 107 ⇒ k N1 = 1 Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh lớn: Mi 3 Ntd2 = 60. Ti Mmax SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 12 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI 3 3 3 = 60.106 > No = 107 ⇒ k N2 = 1 Tra theo bảng 3-9/43 cú: [σ]Notx= 2,6HB [σ]tx = [σ]Notx. k N Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn: [σ]tx2 = [σ]Notx.300 = 840(N/mm2 ) Chu kỳ tương đương : Mi m Ntd = 60. Ti Mmax Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ 3 Mi 3 3 3 Ntd1 = 60.106 > No = 107 ⇒ k N1 = 1 Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh lớn: Mi 3 Ntd2 = 60.106 > No = 107 ⇒ k N2 = 1 -No là số chu kỳ cơ sở đường cong mỏi tiếp xúc.
-k M là hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc. -m là bậc đường cong mỏi uốn, lấy m= 6 đối với thép thường hoá. -u là số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vũng. SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 13 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI Giới hạn mỏi uốn của thép 55: σ−1 = 0,4.660 = 264 ( N/mm2 ) Giới hạn mỏi uốn của thép 54:σ−1= 0,4.600 = 240 ( N/mm2 ) Hệ số an toàn n= 1,5; Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K σ = 1,8.
Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên tính ứng suất uốn cho phép bằng công thức sau: σ0 .1,8 Ứng suất uốn cho phép khi quá tải: [σu1 ]max = 0,8. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K: Ksb= Ktt.Kd = 1,3 Với: Ktt Hệ số tập trung tải trọng Kd Hệ số tải trọng động 3. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng 𝚿𝑨 𝒃 Đối với bộ truyền bánh răng trụ: 𝚿𝑨 = 𝑨 Với: A; b Khoảng cách trục và chiều dày răng [mm] Chọn 𝚿𝑨 = 0,3 3.5 Tín sơ bộ khoảng cách trục: 2 3 1,05. 𝑛2 Với: P Cụng suất bộ truyền ỉ𝐴 Hệ số chiều rộng bánh răng SVTH: Võ Huỳnh Tiêu Khôi, Trương Lê Danh GVHD: Trương Đình Phong Trang 14 ĐỒ ÁN CDIO 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG KÉO TỜI n2 Số vòng quay trong 1 phút của bánh bị dẫn θ‘ Hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải Chọn θ‘ = 1,25 A ≥ 110(𝑚𝑚) Chọn 𝐴𝑠𝑏 = 110 (𝑚𝑚) 3.6 Xác định các thông số ăn khớp: Môđun : m Theo công thức 6.17 TKHDD t97 ta có công thức : m = (0,01 0,02).
Chọn m = 1,5 Theo công thức 6.18 về tinh Z1 ta có : aw =m(Z1+Z2)/(2.cos) với =0 Z1 =2aw/[m(u1+1)] * Số răng Z1 = 2 aw1/ (m(u1 +1)) = 40 chọn Z1=40 Z2 = u1 Z1 = 107 , Zt = Z1 + Z2 = 147 ; Tính lại khoảng cách trục : aw1' = m. Do đó không cần dịch chỉnh để tăng kích thước .Chọn aw1= 110 mm 3.7 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: 2.