Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

LÔØI NOÙI ÑAÀU Trong nhieàu theá kyû qua, töø thôøi laïc haäu cho ñeán hieän ñaïi söï vaän chuyeån, xeáp dôõ laø moät coâng vieäc khoâng theå thieáu vaø quan troïng trong nhieàu lónh vöïc saûn xuaát nhaèm giaûm nheï söùc lao ñoäng naëng nhoïc, taêng naêng suaát lao ñoäng vaø an toøan. Qua quaù trình phaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõ thuaät treân theá giôùi ñaõ coù nhieàu thieát bò naâng chuyeån. Caùc thieát bò naøy ñöôïc chia laøm hai nhoùm chính: maùy truïc chuû yeáu phuïc vuï vaän chuyeån caùc vaät naëng theå khoái; maùy chuyeån lieân tuïc chuû yeáu phuïc vuï caùc quaù trình vaän chuyeån vaät lieäu vuïn rôøi lieân tuïc theo moät tuyeán khoâng gian xaùc ñònh. Caùc laõnh vöïc saûn xuaát hieän nay coù nhu caàu ngaøy moät taêng veà caùc maùy moùc, thieát bò naâng chuyeån, nhu caàu ñoù caàn ñöôïc ñaùp öùng vôùi nhöõng thieáât bò naâng goïn nheï deã söû duïng vaø ñaùp öùng ñöôïc tính beàn, tính kinh teá phuø hôïp vôùi khoâng gian laøm vieäc vaø ñieàu kieän laøm vieäc cho pheùp. Trong quaù trình thöïc hieän ñoà aùn moân hoïc Truyeàn Ñoäng Cô Khí, Nhoùm chuùng em ñöôïc giao nhieäm vuï thieát keá moät cô caáu naâng Nhaèm cuõng coá laïi nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc nhö: Cô Hoïc Maùy, Chi Tieát Maùy, Nguyeân Lyù Maùy... Cuõng nhö ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu treân. Chuùng em xin chaân thaønh caùm ôn thaày NGUYEÃN HÖÕU LOÄC , caùc quyù thaày, quyù coâ trong caùc boä moân ñaõ taän tình, höôùng daãn, giuùp ñôõ chuùng em trong quaù trình thöïc hieän ñoà aùn. Nhoùm thöïc hieän ñoà aùn. PHAÏM SÔN VÖÔNG PHAN QUANG TUÙ. LEÂ HOAØNG GIANG. PHAÀN I NHIEÄM VUÏ, MUÏC ÑÍCH, YEÂU CAÀU, ÑAËC TÍNH KYÕ THUAÄT * Nhieäm vuï: Thieát keá moät maùy naâng taûi troïng naâng hai taán. * Muïc ñích thieát keá: Maùy naâng ñöôïc thieát keá coù taûi troïng naâng 2000kg , phuïc vuï coâng vieäc naâng caùc vaät theå khoái löôïng nhoû leân caùc nhaø cao taàng ñang xaây döïng, taõi troïng naâng goàm: vaât lieäu ôû caùc coâng tröôøng xaây döïng, caùc coâng vieäc xeáp dôõ ngoaøi trôøi, nhaèm giaûm nheï söùc lao ñoäng cuûa coâng nhaân. * Yeâu caàu thieát keá: +maùy naâng coù kích thöôùt nhoû goïn ,phuø hôïp khoâng gian laøm vieäc + Ñaûm baûo söùc beàn . + Vaän haønh an toaøn deå söû duïng , söõa chöõa , baûo trì laép raùp … + Thieát keá coù tính kinh teá, phuø hôïp vôùi ñieàu kieän saûn xuaát hieän coù *Ñaëc tính kyõ thuaät: Ñeà taøi yeâu caàu thieát keá maùy naâng (Tôøi ñoåi chieàu), naâng taûi troïng coù khoái löôïng laø 2000 kg, khoâng coù yeâu caàu ñaët bieät naøo veà soá lieäu kyû thuaät. Trong ñoà aùn naøy , qua tham khaûo nhieàu taøi lieäu veà maùy naâng chuyeån vaø caùc taøi lieäu lieân quan khaùc. Nhoùm thöïc hieän ñoà aùn nhaát trí choïn thieát keá coù caùc chæ tieâu kyõ thuaät sau: Taûi troïng naâng2000 kg Chieàu cao naâng 12 m. Vaän toác naâng 12.5(m/phuùt) . PHAÀN II BAÛNG PHAÂN COÂNG COÂNG VIEÄC Nhieämvuï Phuï ïtraùch Tuaàn Coângvieäc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Choïn ñoà aùn Nhoùm X Phaân tích ñoà aùn nhoùm X Phaân tích thieát keá Nhoùm X Vaïch keá hoaïch Nhoùm X Phaân coâng nhieäm vuï Vöông X Thamkhaûo taøi lieäu Nhoùm X Neâu yù töôûng Nhoùm X Choïn phöôngaùn Nhoùm X Baùo caùo giöõa kyø Nhoùm X Tính toaùn Nhoùm X X X Baûn veõ laép Tuù X Baûn veõ chi tieát Nhoùm X Vieát thuyeát minh Vöông Giang X X X PHAÀN III PHAÂN TÍCH CHOÏN PHÖÔNG AÙN Maùy naâng coù theå phaân loaïi nhö sau: Phaân loaïi theo nguoàn daãn ñoäng:Daãn ñoäng baèng ñoäng cô ñieän vaø daãn ñoäng baèng thuyû löïc Phaân loaïi theo cô caáu: Cô caáu truyeàn ñoäng baèng ñai ,cô caáu truyeàn ñoäng baèng xích. *Vai troø, chöùc naêng caùc boä phaän cuûa cô caáu: Tôøi naâng goàm coù : Ñoäng cô ñieän, hoäp giaûm toác, tang, caùp naâng, khôùp noái ,phanh Ñoäng cô ñieän: coù hai loaïi, ñoù laø: ñoäng cô ñieän moät chieàu vaø ñoäng cô ñieän xoay chieàu. Ñoäng cô ñieän xoay chieàu ñöôïc söû dung roäng raûi trong coâng nghieäp ,vôùi söùc beàn laøm vieäc cao, moâ men khôûi ñoäng lôùn. Beân caïnh ñoù ta coù ñoäng cô ñieän moät chieàu: laø loaïi ñoäng cô ñieän coù khaû naêng ñieàu chænh toác ñoä trong phaïm vi roäng, khi laøm vieäc baûo ñaûm khôûi ñoäng eâm, haõm vaø ñaûo chieàu deã daøng, giaù thaønh cao, khi laép ñaët caàn theâm boä chænh löu khaù phöùc taïp. Treân nhöõng öu khuyeát ñieåm cuûa hai loïai ñoäng cô ñieän xoay chieàu vaø ñoäng cô ñieän moät chieàu moät chieàu ta thaáy ñöôïc ñoäng cô ñieän xoay chieàu tuy tính chaát thay ñoåi toác ñoä khoâng baèng ñoäng cô ñieän moät chieàu nhöng vôùi tính thoâng duïng, beàn vaø kinh teá hôn thì nhöõng khuyeát ñieåm cuûa loïai ñoäng cô naøy vaãn chaáp nhaän ñöôïc. Vaäy ta choïn ñoäng cô xoay chieàu. Hoäp giaûm toác: Coù ba loaïi, ñoù laø: boä truyeàn baùnh raêng truï,boä truyeàn baùnh raêng noùn vaø boä truyeàn baùnh vít - truïc vít Boä truyeàn baùnh raêng truï ñöôïc söû duïng ñeå truyeàn moâ men töø caùc truïc song song vôùi nhau, trong ñoù hoäp giaûm toác baùnh raêng truï hai caáp ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát, chuùng ñöôïc boá trí theo caùc sô ñoà sau: + sô ñoà khai trieån: loaïi naøy ñôn giaûn nhaát nhöng coù nhöôïc ñieåm laø caùc baùnh raêng boá trí khoâng ñoái xöùng vôùi caùc oå, do ñoù laøm taêng söï phaân boá khoâng ñeàu taõi troïng treân chieàu daøi raêng +Sô ñoà phaân ñoâi:coâng suaát ñöôïc phaân ñoâi ôû caáp nhanh hoaëc caáp chaäm. Vôùi keát caáu naøy, caáp chaäm chòu taõi lôùn hôn, neân coù theå cheá taïo vôùi vaønh raêng khaù lôùn, nhôø vò trí baùnh raêng ñoái xöùng vôùi caùc oå coù theå khaép phuïc ñöôïc söï phaân boá khoâng ñeàu taõi troïng +Sô ñoà ñoàng truïc: loaïi naøy coù ñaëc ñieåm laø ñöôøng taâm cuûa truïc vaøo vaø truïc ra truøng nhau, nhôø ñoù coù theå giaûm bôùt chieàu daøi cuûa hoäp giaõm toác vaø nhieàu khi giuùp cho vieäc boá trí cô caâùu goïn hôn Boä truyeàn baùnh raêng noùn ñöôïc duøng ñeå truyenà moâ men vaø chuyeãn ñoäng giöõa caùc truïc giao nhau, nhöng cheá taïo baùnh raêng khaù phöùc taïp Boä tuyeàn baùnh vít - truïc vít duøng ñeå truyeàn moâ men xoaén vaø chuyeãn ñoäng giöõa caùc truïc cheùo nhau, nhöng cheá taïo ren truïc vít khaù phöùc taïp Vaäy ta choïn hoäp giaõm toác baùnh raêng truï hai caáp khai trieãn , ñeå phuø hôïp vôùi cô caáu laøm vieäc vaø giaûm vaät lieäu cheá taïo. Tang: Goàm coù hai loaïi, ñoù laø: tang ñôn vaø tang keùp + Tang ñôn: quaán ñöôïc nhieàu lôùp caùp nhöng luùc laøm vieäc taûi troïng seõ bò laéc + Tang keùp: quaán ñöôïc moät lôùp caùp nhöng khi laøm vieäc taõi troïng seõ khoâng bò laéc, naâng haï theo ñöôøng thaúng Vaäy ta choïn tang keùp ñöôïc cheá taïo baèng gang xaùm GX 15-32 Caùp naâng: löïa choïn döïa treân heä soá an toøan cho pheùp, vaø tuoåi thoï cuûa daây caùp. Do ñoù ta phaûi choïn caùp cho phuø hôïp vôùi taûi troïng naâng, chòu löïc caêng daây lôùn. Coù hai loïai caùp coù theå söû duïng: caùp beän xuoâi vaø caùp beän cheùo. Döïa treân tính chaát cuûa hai loaïi caùp vaø caáu taïo cuûa cô caáu , ta choïn loïai caùp beän xuoâi vì coù tính beàn trong quaù trình laøm vieäc hôn laø caùp beän cheùo, ñoàng thôøi trong cô caáu naâng thì moät ñaàu caùp ñöôïc giöõ coá ñònh neân caùp khoâng bò xoaén hay tôû. Khôùp noái: Co ù nhieàu loaïi, ôû ñaây ta choïn khôùp noái truïc voøng ñaøn ñeå noái giöõa truc vaøo cuûa hoäp giaûm toác vaø truïc ra cuûa ñoäng cô, coù öu ñieãm hôn caùc loaïi khaùc laø chòu ñöôïc söï rung, do soá voøng quay khaù lôùn vaø choïn khôùp noái xích con laên ñeå noái giöõa truïc ra cuûa hoäp giaûm toác vôùi truïc cuûa tang, vì coù tính kinh teá hôn caùc loaïi khôùp khaùc vaø ñeå truyeàn moâ men xoaén lôùn hôn Phanh: Coù nhieàu loaïi, ôû ñaây ta choïn phanh aùp maù ñieän töø thöôøng ñoùng, vì loaïi naøy ñöôïc ñaáu chung daây cuøng vôùi nguoàn ñieän cuûa ñoäng cô. Töø söï phaân tích neâu treân ta coù caùc phöông aùn sau: * Caùc phöông aùn: + phöông aùn I: Sô ñoà ñoäng: Chuù thích: Khôùp noái voøng ñaøn hoài Phanh ñieän töø B aùnh raêngtru raêng thaúngïI Baùnhraêngtruï raêng thaúngII: Baùnh raêng truïraêng thaúngIII Baùnh raêng truï raêng thaúngVI Khôùp noái xích con laên Tang Ñoäng cô ñieän +Nguyeân taéc hoaït ñoäng: Ñoäng cô ñieän quay, truyeàn coâng suaát qua khôùp noái voøng ñaøn hoài ñeán hoäp giaûm toác, nhôø söï aên khôùp cuûa caùc baùnh raêng truï raêng thaúng maø coâng suaát ñöôïc truyeàn qua khôùp noái xích con laên laøm tangï quay keùo theo heä roøng roïc laøm vieäc. +Öu ñieãm: Cheá taïo baùnh raêng deã daøng, deã laép raùp, söõa chöõa, vaø baûo haønh. +Nhöôïc ñieãm: cheá taïo truïc phaûi coù ñoä cöùng toát, khoâng ñaûm baõo chòu söï phaân boá khoâng ñeàu cuûa taõi troïng. + phöông aùn II: Sô ñoà ñoäng: Chuù thích: Tang 2: Truïc vít 3:Baùnh vít 4:Khôùp noái voøng ñaøn hoài 5:Phanh ñieän töø 6:Ñoäng cô 7:Khôùp noái xích con laên +Nguyeân taéc hoaït ñoäng: Ñoäng cô ñieän quay, truyeàn coâng suaát qua khôùp noái voøng ñaøn hoài ñeán hoäp giaûm toác truïc vít - baùnh vít nhôø söï aên khôùp cuûa baùnh vít vaø truïc vít truyeàn ñeán khôùp noái xích con laên laøm tangï quay keùo theo heä roøng roïc laøm vieäc. +Öu ñieãm: Truyeàn ñöôïc coâng suaát vôùi tæ soá truyeàn lôùn, töï haõm cuõng toát +Nhöôïc ñieãm: Cheá taïo truïc vít raát khoù khaên, ren laøm truïc caàn coù ñoä cöùng toát + phöông aùn III: Sô ñoà ñoäng: Chuù thích: 1:Ñoäng cô ñieän 2:Phanh ñieän töø 3:Khôùp noái voøng ñaøn hoài 4:Baùnh raêng coân I 5:Baùnh raêng coân II 6:Baùnh raêng coân III 7:Baùnh raêng coân IIII 8: Khôùp noái xích con laên 9: tang +Nguyeân taéc hoaït ñoäng: Ñoäng cô ñieän quay, truyeàn coâng suaát qua khôùp noái voøng ñaøn hoài ñeán hoäp giaûm toác Baùnh raêng coân nhôø söï aên khôùp cuûa caùc baùnh raêng coân truyeàn moâ men ñeán khôùp noái xích con laên laøm tangï quay keùo theo heä roøng roïc laøm vieäc. + Öu ñieãm: Cô caác goïn gaøng, ñaõm baõo goïn nheï cô caáu + Nhöôïc ñieãm: Cheá taïo baùnh raêng khoù khaên, laép raùp ñoøi hoûi phaûi chính xaùc * Vôùi ba phöông aùn vaø söï phaân tích vöøa neâu treân, ta choïn phöông aùn thöù nhaát laø phuø hôïp vôùi yeâu caàu ñöôïc ñaët ra vaø phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá Vaäy ta choïn phöông aùn I. Soá lieäu ban ñaàu: Taûi troïng: QO=2000kg =20000 (N). Boä phaän mang: Qm = 500kg = 5000(N.) Chieàu cao naâng: H = 12( m). Vaän toác naâng: vn = 12.5 (m/phut) Cheá ñoä laøm vieäc trung bình. PHAÀN IV CHOÏN TANG, KHÔÙP NOÁI, ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN VAØ PHAÂN PHOÁI TÆ SOÁ TRUYEÀN I.Choïn tang, khôùp noái, ñoäng cô ñieän: 1) Hieäu suaát cuûa palaêng hp = = Vôùi Q0 = Q +Qm m=2 :soá nhaùnh daây quaán leân tang Q0 : taûi troïng naâng Q0= 25000 N. l : hieäu suaát roøng roïc: l = 0,98 (vôùi ñieàu kieän roøng roïc ñaët treân oålaên boâi trôn toát). a =2: Boäi suaát palaêng. t = 0 : Soá roøng roïc ñoåi höôùng. Vôùi : Smax = =6313 (N). Þ hp = = 0,99 2) Caùp naâng: Kích thöôùc caùp ñöôïc choïn döïa vaøo löïc keùo ñöùt (Sñ ) Sñ = Smax . K =6313*5.5 = 34721 (N) Vôùi : K =5 : heä soá an toaøn beàn. Löïc caêng lôùn nhaát trong daây caùp: Smax Ta choïn caùp K - P6x19 =114 (GOCT 2688 – 69) coù giôùi haïn beàn caùc sôïi theùp laø sb = 1600 N/mmm2 . 3) Tang: + Ñöôøng kính tang: Dt ³ dc (e-1) = 8 (25-1 )=192 (mm) Dt : ñöôøng kính tang ñeán ñaùy raõnh caét (mm). Dc: ñöôøng kính daây caùp quaán leân tang (mm). e: heä soá thöïc nghieäm . Þ Dt =Dr =250 mm + Chieàu daøi tang Chieàu daøi: chieàu daøi toaøn boä tang ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc L’ =L'o +2L1 +2L2 +L3 Vôùi: L1 : chieàu daøi thanh tang L2 : chieàu daøi phaàn chöøa ra ñeå quaán caùp Hình bieåu dieãn L3 : Chieàu daøi phaàn phaân caùch giöõa hai beân. + Chieàu daøi moät nhaùnh caùp quaán leân tang l = H.a = 12*2 =24 (m) H = 12, chieàu cao naâng danh nghóa a =2, boäi suaát palaêng + Soá voøng caùp quaán leân moät nhaùnh: Z = + Zo = 29.6 (voøng) Vôùi Zo =2, Soá voøng caùp döï tröõ khoâng laøm vieäc. + Lo’ = 2* Z*t = 520 (mm). Vôùi: t ³ 1.1, ta coù dc = 1.1*8. =8.8 (mm) Þ Lo’= 2*29.6*8.8=520(mm) + L2 =73.6 (mm) + 2L1 =3*t 3*8.8 =26.4(mm) + L3 =L4 –2*hmin tga =150-260*0.07 = 66 vôùi tga = tg(4o) =0.07 hmin = 260, laø khoaûng caùch toái ña cho pheùp giöõa roøng roïc vaø tang Vaäy Þ L’ = 520+73.6 +26.4 +66 = 668 (mm) + Kieåm tra söùc beàn tang theo coâng thöùc: sn = £ [sn] Vôùi : + Beà daøy tang d =0.02 Dt + (6…..10) = 15(mm). + t = 8.8 : böôùc caùp + j: heä soá giaûn öùng suaát j = 1.08 : ñoái vôùi tang baèng gang. + K= 1: heä soá phuï thuoäc soá lôùp caùp cuoán leân tang. + [s n] = 565 N/mm2 vôí vaät lieäu ñuùc tang laø gang. + Tang baèng gang coù sbn = 565 N/mm2 Þ [s n] = = 113 N/mm2 s n = 51.6N/mm2 Þ s n £ [s n] Vaäy ñuû beàn. Choïn khôùp noái truïc voøng ñaøn hoài : Khi môû maùy: Mmax =2.2 Mdn Vôùi : + Mdn = + Mmax= = 153 (Nm). Ñeå an toaøn khi naâng vaät: Thì : Mmax’= Mmax*K1 *K2 Vôùi K1 = 1.3 ( heä soá an toaøn) K2 = 1.2 ( heä soá an toaøn) Þ Mmax=153*1.3*1.2 =238 (Nm). Vaäy ta choïn khôùp noái theo tieâu chuaån. Vôùi soá lieäu sau M(nm) d D L D0 B dc l6 M D3 L8 GD2 nmax 240 24 140 165 100 2 14 33 27 28 0.55 4000 Ñieàu kieän beàn daäp cuûa khôùp voøng ñaøn hoài: sd=[{sd} = (2...4) MPA Vôùi: K=1.2, heä xoá ñieàu kieän laøm vieäc Þ sd = 0.53 (MPA) [{sd}. vaäy ñuû beàn Ñieàu kieän laøm vieäc cuûa choát: Theo coâng thöùc: su =[ {su} = 60....80 (MPA). Vôùi : + K1= 1.2 lo== vôùi L2 = 2 *L6 = 66 L1 = L2 –B = 66-2 = 64 Þ Vaäy su = 18 [ {su} Vaäy ñuû beàn 5) Khôùp xích con laên: Moâmen do vaät gaây ra treân tang Mt = Vôùi : + Smax = 6313 (N), löïc caêng treân nhaùnh daây naâng vaät + Do= Dt +Dc = 250 + 8 = 258 (mm). b) ñeå an toaøn khi naâng vaät: Mt’= Mt *K1 *K2 = 2539 (Nm). Vôùi + K1 =1.3, K1, laø heä soá an toaøn + K2 = 1.2, K2 , laø heä soá an toaøn Vaäy ta choïn khôùp noái xích con laên theo baûng sau: M nmax d L D khe hôû laép ngheùp c dc khoaûng caùhc giöõa hai maù t Z Q(KN) GD2 3000 700 90 270 280 2 52 31 50.8 12 160 8.9 c)Kieåm nghieäm theo heä soá an toaøn S = ³ {S} Q: taûi troïng phaù hoûng Ft : löïc voøng + Ft = + Do = =196.3(mm). + k=0.2 + Mt’ = 2539 (Nm) + {S} = 7, heä soá an toaøn + n3 = 30.88 (vong /phut) Þ S = 20.6 > {S} Vaäy ñuû beàn. 6) Choïn ñoäng cô ñieän: + Coâng thöùc tónh khi naâng vaät : Nlv = = = 5.2(KW) + Coâng suaát töông ñöông: Ntd = = = 4.25 (KW) + Hieäu suaát cuûa boä truyeàn : +h = hp . ht . h0l4.hK.hhmscn.hmscc =0.776 Vôùi: + hp = 0.99 : hieäu suaát palaêng + ht = 0.96 : hieäu suaát tang + h0l = 0.99 : hieäu suaát oå laên + hk = 0.99 :hieäu suaát khôùp + h mscn = 0.96:hieäu suaát boä truyeàn caáp nhanh + hmscc = 0.98 :hieäu suaát boä truyeàn caáp chaäm + Coâng suaát caàn thieát treân truïc ñoäng cô: Nct = = 5.48 (kw) Choïn ñoäng cô ñieän xoay chieàu ba pha, soá hieäu 4A1326Y3 + Coâng suaát: p = 5.5 ( KW) + Toác ñoä danh nghóa: n = 960 (voøng/ phuùt) + Heä soá quaù taûi : =2.2 II. Phaân phoái Tyû soá truyeàn chung: a) Tyû soá truyeàn chung Tyû soá truyeàn chung töø truïc ñoäng cô ñeán truïc tang: i0 = = 960/30.8 = 31.1 Vôùi: nt laø Soá voøng quay cuûa tang ñeå ñaûm baûo vaän toác naâng cho tröôùc nt = = 30.8 (voøng/phuùt) Theo ( 3.12)-[1], ta coù: ub r 1 = 0.7332 u 0.6438 = 6.7 Tyû soá truyeàn caáp thöù hai laø : ub r 2 = 31.1/6.7 = 4.64 Vaäy: + Tyû soá tuyeàn baùnh raêng caáp nhanh u1 =6.7. + Tyû soá truyeàn baùnh raêng caáp chaäm u2 =4.46 + Tyû soá truyeàn chung la : uo = 31.1. b) Soá voøng quay treân moãi truïc: + nI = nD C = 960 (voøng / phuùt). + nII = nI/ u 1 = 143.28 (voøng / phuùt). + nIII = n2 /u2 = 30.88 (voøng / phuùt). Töø ñoù ta coù : BAÛNG PHAÂN BOÁ TÆ SOÁ TRUYEÀN Truïc Thoâng soá I II III Soá voøng quay (voøng/phuùt) 960 143.8 30.88 Tæ soá truyeàn 6.7 4.64 Coâng suaát treân truïc(KW) 4.98 4.65 4.42 Moâ men xoaén T(Nmm) 48645 309935 1366936 PHAÀN V TÍNH TOAÙN TRUYEÀN ÑOÄNG BAÙNH RAÊNG Choïn vaät lieäu: Ta choïn vaät lieäu caëp baùnh raêng naøy vaät lieäu nhö nhau, baûng ( 6-1)-[1]. + Baùnh raêng nhoû theùp 45, toâi caûi thieän coù ñoä raén HB1 = 241.. 285 coù db1 = 850 Mpa; dch1 = 850 Mpa. + Baùnh lôùn theùp 45, toâi caûi thieän ñaït ñoä raén HB2 = 192…240 coù = 730 Mpa; = 430 Mpa II) ÖÙùng suaát cho pheùp : a). öùng suaát tieáp xuùc cho pheùp HB = 180 ...350. = 2 HB + 70 ; S z = 1.1 : heä soá an toaøn dFlim = 1.8HB ; SF = 1.75 :heä soá an toaøn Choïn ñoä raén baùnh raêng nhoû HB1 = 245 Choïn ñoä raén baùnh raêng lôùn û HB2 = 230 khi ñoù : dH lim1 = 2HB1 +70 =560 MPA dFlim1 = 1.8HB2 =441 MPA dH lìm2 = 414 MPA d Flim2 =470 MPA + Heä soá tuoåi thoï KHL = Vôùi HB £ 350 Þ mH = 6 (mH : baäc cuûa ñöôøng cong moûi). + NHO : soá chu kì thay ñoåi öùng suaát cô sôû khi thöû veà tieáp xuùc NHO = 30 = 30* 2302.4 = 1.4 107 + Thôøi gian laøm vieäc tính baèng giôø TS =21*365*A**Kn*Kng Trong ñoù A = 10 naêm Kn = 0.5 : heä soá tuoåi thoï Kng = 0.67 : heä soá söû duïng theo ngaøy Þ TS = 29346 (giôø) + Theo (6-7)-[1], ta coù : NHE =60*c*S(Ti/Tmax)3*ni*ti C = 1, Caëp baùnh raêng aên khôùp ni : Vaän toác laøm vieäc cuûa truïc thöù i ti : Thôøi gian laøm vieäc trong moät chu kyø Ti: Moâmen xoaén thöù i trong moät chu kyø Tmax : Moâmen lôùn nhaát trong moät chu kyø Vaäy: NHE = 60*1*143.28*29346(12*0.6+0.53 *0.2 +0.33*0.2) =15.9 107 + NHE1 > NHO1 Þ ta choïn NHE 1 =1 Töông töï ta coù: + NHE2 >NHO2 Þ KHL2 = 1 Nhö vaäy theo (6- 2)[1], ta xaùc ñòng sô boä {dH} = dHlim .KHL/SH +{dH1} = 560/1.1 = 509 (Mpa) + {dH2} = 470/1.1 = 445 (MPa) Vì ñaây laø caëp baùnh raêng truï raêng thaúng neân öùng suaát tieáp xuùc cho pheùp laø: {dH} = min({dH1} ; {dH2}) = 445 MPa b) ÖÙng suaát uoán khi quaù taûi df =dFlim .KHL.KFC/SF Theo (6-7)-[1], ta coù: NFE = 60 . C . .ni . ti Trong ñoù: ni : Vaän toác laøm vieäc cuûa truïc thöù i ti : Thôøi gian laøm vieäc trong moät chu kyø Ti: Moâmen xoaén thöù i trong moät chu kyø Tmax : Moâmen lôùn nhaát trong moät chu ky mF = 6 Þ NFEÙ1 = 60*1*29346*143.28(16*0.6+0.56*0.2+0.36*0.2) =15.9 107 vôùi NFE1 > NFeo; ta choïn KFL1 = 1 Töông töï ta coù : NFE2 > NFEo ta choïn KFL2 = 1 Theo (6-2a) –[1], Vôùi boä truyeàn quay hai chieàu choïn KFC = 0.8 Vaäy vôùi caùc soá lieäu nhö treân ta tính ñöôïc : {dF1} = 201.6 MPa {dF2} = 189.1 MPa c) ÖÙng suaát uoán khi quaù taûi = 2,8 . = 2,8 . 450 = 1260 Mpa = 0,8 . = 0,8 . 580 = 464 Mpa = 0,8 . = 0,8 . 450 = 360 Mpa III) xaùc ñònh nhöõng thoâng soá cô baûn cuûa boä truyeàn 1) Tính toaùn boä tryeàn baùnh raêng caáp nhanh a) Khoaûng caùch truïc: aw= k*a*(u1+1)3 + Ka = 49.5: Heä soá phuï thuoäc vaät lieäu laøm baùnh raêng truïraêng thaúng (theùp – theùp). + T1 = 48645 N.mm + [dH] = 481,81 Mpa + Tæ soá truyeàn u = 6.7 + = 0,3 (raêng thaúng khoâng ñoái xöùng), (baûng 6-6)-[1]. + KH:heä soá keå ñeán söï phaân boá khoâng ñeàu taûi troïng = 0,5.(u+1) = 1.223 vôùi = 1.223 Þ tra baûng ( 6.7 )-[1], sô ñoà 5 Þ KH = 1,2 aw = 49.5*(6.7+1) = 201 (mm) Xaùc ñònh caùa thoâng soá aên khôùp: Moâ ñun m = (0,01…0,12)aw = 2.01…4.02 choïn m = 3 Soá raêng Z1 = = Þ choïn Z1 = 17 Z2 = u.Z1 = 6.7*17 = 113.9 Þ choïn Z2=114 * Tính laïi khoaûng caùch truïc: aw = = * Xaùc ñònh heä soá dòch chænh : y = Vaäy ñaây laø caëp baùnh raêng khoâng dòch chænh Þ Ky = 0, xt =0 + Goùc aên khôùp cos=m.cos Þ cos = 0.93969; =200 + Tính laïi tyû soá truyeàn thöïc: u1 = 114/17 =6.7 c) kieåm ngieäm raêng veà ñoä beàn tieáp xuùc Öùng suaát tieáp xuùc xuaát hieän treân beà maët raêng thoaû maûn ñieàu kieän tieáp xuùc theo (6-33)-[1] = ZMZHZ Vôùi : ZM = 274 MPa1/ 3 (baùnh raêng thaúng vaät lieäu theùp_theùp) ZM : heä soá tính ñeán hình daïng beà maët tieáp xuùc ZH = = = 1.763 Z : heä soá tính ñeán söï truøng khôùp cuûa raêng thaúng =0 =[1,88-3,2cos] = 1.66 Þ Z = Ñöôøng kính voøng laên baùnh raêng : dw1 = = Beà roäng raêng: b = x a = 58.95 K: Heä soá taûi troïng khi tính veà tieáp xuùc. K = KxKKHV Vôùi KH = 1 (baùnh raêng thaúng) KHb =1.2 V = = 2.56 ( m/s) Vôùi: n1= 960 dw1 = 51 ( mm ) Theo baûng (6_13_)duøng caáp chính xaùc 8 + Tra baûng( 6.16)-[1] go= 56 + Tra baûng (6.15)-[1] vôùi HB 350 = 0.006 =.go.v. = 0,006.56.2.56 = 4 KHV : Heä soá keå ñeán taûi troïng xuaát hieän trong vuøng aên khôùp KHV = 1+ = 1+ K = 1.2*1.09*1.11 =1.45 =ZMxZHxZ= 274.1,0.776 = 386 (MPa) = 381 Mpa Nhaän xeùt: Vì cheânh leäch dH vaø SH quaù lôùn neân ta giaûm chieàu roäng cuûa baùnh raêng xuoáng : bw =fba. aw.=0.3*196.5*=44.35 (mm) Ta choïn chieàu roäng cuûa baùnh raêng laø bw =45(mm) d) Kieåm ngieäm raêng veà ñoä beàn uoán Ñeå ñaûm baûo ñieàu kieän uoán cho raêng öùng suaát sinh ra taïi chaân raêng khoâng vöôït quaù moät giôùi haïn cho pheùp = = Trong ñoù: + Ye : heä soá keå ñeán söï truøng khôùp cuûa raêng + Ye = = (1/1.66) = 0.6 + YF1,YF2 : heä soá daïng raêng cuûa baùnh 1 vaø 2 + ZV1 = Z1 = 17 ; ZV2 = Z2 = 114 vaø heä soá dòch chænh x Tra baûng (6.18)-[1] YF1 = 4.22 vaø YF2 = 2. Y =1 baùnh raêng thaúng Yr =1 baùnh raêng phay + KF = KxKxKFV vôùi =0.72 Tra baûng( 6.7)-[1], Sô ñoà 5 kF B = 1.41 Tra baûng(6.15)-[1], dF= 0.016 Tra baûng(6.16)-[1] , go =56 = 0,016.56.2.56 =12. =1+=1.164 Vaäy KF = 1.164*1.41*1.27 = 2.08 = =75.25(Mpa) =(Mpa) < = 201.6 (Mpa) va ø dF 2 < {dF }2 = 189.1 (Mpa) Trong ñoù : {dF }1 = {dF1}*Yr*Ys* KxF = 201.6*1*1*1 = 201.6 (MPa) {dF }2 = {dF2}*Yr*Ys* KxF = 189.1*1*1*1 = 189.1 (MPa) Vôùi : KxF = 1 ( do da <400 mm). Yr = 1 baùnh raêng phay Ys= 1.08 – 0.06*ln3 = 1 {dF1 } = 201.6 (MPa) : öùng suaát uoâùn cho pheùp {dF2 } = 189.1 (MPa ) : öùng suaát uoâùn cho phep Nhö vaäy caëp baùnh raêng caáp chaäm ñaûm baûo ñoä beàn uoán e) Kieåm ngieäm raêng veà quaù taûi Heä soá quaù taûi Kqt=2.2 Vôùi: + dH1 max = dH1 = 441.4* = 654.7 (MPa) + dF1 max = dF*Kqt = 156.7 (MPa) vaø dH1 max <{dH} max = 2.8.dch 1 = 1260 (MPa) dF1 max <{ dF}max = 0.8.dch = 464 (MPA ) Nhö vaäy caëp baùnh raêng caáp chaäm ñaûm baûo ñoä beàn quaù taûi f) Caùc thoâng soá cuûa boä truyeàn caáp nhanh Khoaûng caùch truïc aw= 196.5 mm Moâ ñun m=3 Chieàu roäng vaønh raêng bw=45 mm Tæ soá truyeàn u=6.7 Soá raêng baùnh raêng Z1= 17 ,Z2=114 Heä soá dòch chænh x=0 Ñöôøng kính voøng chia d1=m.Z1= 51 mm ; d2=m.Z2= 342 mm Ñöôøng kính ñænh raêng da 1=d1+2.m= 57 mm ; da 2=d2+2.m= 348 mm Ñöôøng kính ñaùy raêng df 1=d1_-2.5xm= 43.5 mm df 2=d2-2.5xm= 334.5 mm 2) Tính toaùn boä truyeàn baùnh raêng chaäm: Duøng vaät lieäu gioáng vaät lieäu cheá taïo baùnh raêng caáp chaäm ÖÙng suaát tieáp xuùc cho pheùp : []’= ( []1+ []2 ) =( 509.091 + 481.818 ) =495.45(Mpa) b) ÖÙng suaát uoán cho pheùp : [ ]1 = 252 (Mpa ) [ ]2 =236.572 (Mpa ) c) ÖÙng suaát cho pheùp khi quaù taûi : []max = 1260 (Mpa ) [] max1= 464 (Mpa ) [ ]max 2 =360 (Mpa ) d) Xaùc ñònh nhöõng thoâng soá cô baûn cuûa boä truyeàn Khoaûng caùch truïc aw = ka ( u + 1) x Vôùi ka = 49.5 ( vaät lieäu laøm baùnh raêng theùp –theùp , raêng thaúng ) T2 = 309935 (Nmm ) {dH} = 445 MPa = 0.4 (vò trí baùnh raêng khoâng ñoái xöùng ) = 0.5 x ( u + 1 ) = 0.5 x0.4 (4.64 +1 ) = 1.092 kH = 1.07( tra baûng (6.7)-[1], sô ñoà b vôùi = 1.092 ) Vaäy aw = 49.5 ( 4.6 4+1 ) = 269.8 (m m) e) Xaùc ñònh caùc thoâng cuûa boä truyeàn: Ta coù: moâ ñun m =(0.01 ….0.02 )aw = 2.69…5.28 choïn m = 3 soá raêng Z1 = =31.98 Þ choïn Z1 = 32 z2 = u.z1 = 32*4.64 =148.48 choïn Z2 = 149 Tính laïi khoaûng caùch truïc aw = = Goùc aên khôùp cos = ( Z1 +Z2 )x m xcos / 2xaw = cos 20 Þ = 200 Tính laïi tyû soá truyeàn thöïc:u2 =(Z1 +Z2) /2 =4.66 Heä soá dòch chænh :y =aw2/m -0.5(Z1+Z2) =0. Vaäy ñaây khoâng phaûi laø caëp baùnh raêng dòch chænh Kieåm ngieäm raêng veà ñoä beàn tieáp xuùc = ZMxZHxZ x Vôùi ZM = 274 (Mpa )1/3 (vaät lieäu theùp –theùp , baùnh raêng thaúng) ZH = = = 1.764 (baûng (6-5)-[1]) = 0 (raêng thaúng) Z= {1.88 –3.2(1/Z1 +1/Z2 )*cosb = 1.759 Þ = 0.754 + dw1 = 2.aw/(u+1) = 95.94 (mm) + bw =aw = 108.6 (mm) + KH = KH.KH.KHV Vôùi : KH=1,095 KH=1 KHV , ñöôïc tính nhö sau: V = 3,14.n1.dw2/60000 = 0.719 ( m/s) V < 6 ( m/s) choïn caáp chính xaùc laø 9 Tra baûng( 6.16)-[1], g0= 56 Tra baûng (6.15), = 0.006 = 0,006.56.2,56. KHV = 1+ = 1+ Þ KH=KH.KH.KHV=1.07*1.13*1.04 = 1.258 Vaäy : dH=274*1.764*0.6734*=358(MPa) < =495,454 (Mpa) Do cheânh leäch quaù lôùn giöõa vaø, neân ta phaûi giaûm chieàu roäng vaønh raêng thaønh bw2 = jba.aw2.(dH/{dH})2 = 0.4*271.5*(358/445)2 = 70.28 (mm) Ta choïn bw2 = 71 (mm) Kieåm tra laïi thì: dH = 439 MPA < {dH} = 445 ( Mpa). Vaäy caëp baùnh raêng caáp chaäm ñaûm baûo ñoä beàn tieáp xuùc g) Kieåm ngieäm raêng veà ñoä beàn uoán: Theo (6.43)-[1]: vôùi =1/1.175 =0.56=0,602 Zv 1=Z1=32 vaø Zv 2=Z2=149 ( Heä soá dòch chænh x=0 ) YF 1 =3.8 YF 2 =3.6 Y=1 ( baùnh raêng thaúng ) KF = KF.KH.KHV + Maø KF=1.16 ( vôùi =0,7 tra baûng 96.7)-[1], sô ñoà 3) + Vaø .KH =1.37 (baùnh raêng thaúng ) Theo baûng (6- 15)-[1] = 0,016 (tra baûng 96.15)-[1]) g0 = 3 ( tra baûng( 6.16)-[1] = 0,016*0.016*0.719(2751.5/4.664)0.5 = 6.41 KFV=1+= 1+ (6.41*71*95.94) /(2*309935*1.16*1.37 = 1.05 KF = 1.16*1.37*1.05 = 1.67 vaäy: dF1= 109.53( MPA) < {dF1} = 201.6 (MPa) dF2 = 103.76( MPA) < {dF2} = 189.1 (MPa) (Trong ñoù thì {dF1} vaø{dF2} ñöôïc tính nhö phaàn kieåm beàn ) Nhö vaäy caëp baùnh raêng caáp nhanh ñaûm baûo ñoä beàn uoán h). Kieåm nghieäm veà quaù taûi: Theo (6-48)-[1], Vôùi heä soá quaù taûi Kqt = (Tmax / T) = 2.2 thì +dH1 max = dH = 439* = 651 (Mpa) < {dH max} =1260 (Mpa) + dF1 max = dF2* Kqt = 109.56*2.2 = 241 (Mpa ) <{dF1} = 241 (Mpa) + dF2 max = dF2*Kqt = 103.76*2.2 = 228 (Mpa) < {dF2} = 228 (Mpa) Nhö vaäy caëp baùnh raêng caáp nhanh ñaûm baûo ñoä beàn quaù taûi i). Nhöõng thoâng soá boä truyeàn caáp nhanh Khoaûng caùch truïc aw = 271.5 (mm) Moâ ñun m = 3 Chieàu saâu vaønh raêng bw = 71 (mm) Tæ soá truyeàn u = 4.64 Soá raêng baùnh raêng Z1 = 32 , Z2=149 Heä soá dòch chænh x = 0 Ñöôøng kính voøng chia d1 = m.Z1 = 96 ( mm) d 2 = m.Z2 = 435 (mm) Ñöôøng kính ñænh raêng da 1 = d1+ 2.m = 102 ( mm) da 2 = d2+2.m = 453 (mm) Ñöôøng kính ñaùy raêng df 1 = d1-2,5.m = 88.5 ( mm) df 2 = d2-2,5.m = 439.5 (mm ) PHAÀN VI TÍNH TRUÏC VAØ TANG I) Choïn vaät lieäu cheá taïo truïc : laø theùp 45,toâi caûi thieän coù HB = 241…285 =850 (Mpa) vaø =880 (Mpa) II ) Tính sô boä truïc: Ñöôøng kính truïc xaùc ñònh baèng moâ men xoaén theo coâng thöùc d vôùi [] = 20 (Mpa) Ñöôøng kính truïc I d1 = = 23 (mm) Choïn d1 = 25 (mm) Ñöôøng kính truïc II d2 = = 42.6 (mm) choïn d2=45 (mm) Ñöôøng kính truïc III d3 = = 70 (mm) Choïn d3=75 (mm) III) Tính chính xaùc: a) Xaùc ñònh khoaûng caùch giöõa caùc goái ñôõ vaø chi tieát quay: - Töø ñöôøng kính truïc xaùc ñònh gaàn ñuùng ñöôøng kính oå laên b0 ( tra baûng 10.2 ) d1=25 mm b01=17 mm d2=45 mm b02= 25 mm d3=75 mm b03=37 mm - Ta coù: c = (b03/2) + k1 + k2 +1,3(bw2/2) = 37/2 + 10 + 10 + 1,3.71/2 = 84,65 (mm) b = 1,3(bw2/2) + k1 + (1,3.bw1/2) = 1,3.71/2 + 10 + 1,3.45/2 =85,4 (mm) a = 1,3(bw2/2) + k1 + k2 + (b03/2) = 1,3.45/2 + 10 + 10 +37/2 =67.75 (mm) l1 = Lk1/2+ k3 + hn + b01/2 = 112/2 + 15 + 20 + 17/2 = 99.5 (mm) l2 =Lk2/2 + k3 + hn + b03/2 = 85/2 + 15 + 20 + 37/2 =96 (mm) vôùi: + k1=10 mm, laø khoaûng caùch töø maët caïnh chi tieát quay ñeán thaønh trong cuûa hoäp hoaëc khoaûng caùch giöõa caùc chi tieát quay + k2 =10 mm, laø khoaûng caùch töø maët caïnh oå ñeán thaønh trong cuûa oå + b03= 75 mm, laø chieàu roäng oå laên treân truïc III + b01= 17 mm, laø chieàu roäng oå laên treân truïc I + bw1 = 1,3.45/2, laø chieàu roäng may ô baùnh raêng thöù nhaát + bw2 = 1,3.71/2, laø chieàu roäng may ô baùnh raêng thöù hai + lk1 = 112, laø khoaûng caùch töø oå laên ñeán khôùp noái voøng ñaøn hoài + lk1 = 85, laø khoaûng caùch töø oå laên ñeán khôùp noái xích con laên + k3 = 15, laø khoaûng caùch töø maët caïnh chi tieát quay ñeán naép oå + hn = 20 , laø chieàu cao naép oå vaø ñaàu buloâng b) Xaùc ñònh ñöôøng kính vaø chieàu daøi caùc ñoaïn truïc: + Truïc I : goàm baùnh nhoû caáp nhanh (baùnh 1) vaø khôùp noái voøng ñaøn hoài Löïc voøng Ft 1=2.TI/dw1= 2.48645/51 = 1908 (N) Löïc höôùng taâm Fr1=Ft1.tg=1908.tg20= 694 (N) Löïc höôùng taâm do khôùp noái voøng ñaøn hoài taùc duïng leân truïc FxA =(0,2…0,3)TI/Do = 0,25.2.48645/126 = 139 (N) Vôùi: + dw1: ñöôøng kính voøng chia baùnh raêng thöù nhaát + Do: ñöôøng kính voøng taâm choát cuûa khôùp noái voøng ñaøn hoài -Xaùc ñònh phaûn löïc MxD = (170,05 + 67,75).FyD – 67.75.Fr1 = O (1) MyD = (99,5 + 170,05 + 67,75)FxA -67,75.Ft1 = O (2) Fx = - FxA – FxB – FxD + Fr1 = O (3) Fy = - Ft1 + FyB +FyD = O (4) Töø (1), (2), (3), (4), ta ñöôïc: FyB = 198 (N); FyD = 496 (N); FxB = 346 (N); FxD = 1423 (N) -Veõ bieåu ñoà moâmen uoán vaø xoaén: -Tính moâ men töông ñeå xaùc ñònh ñöôøng kính taïi caùc tieát dieän: + Taïi A: M = 0 Mtñ = TI = 48645 (N.mm ) dA ³ = =19,08 (mm) Vôùi: {s} = 70 (Mpa), baûng (7-2) Choïn: dA = 24 (mm) + Taïi B: Mx = 0 Mtñ = = = 50572 (N.mm ) dB ³ = =19.33 (mm) Choïn: dB= dD = 25 (mm), (cuøng oå laên) + Taïi C: Mtñ = = = 113093 (N.mm ) dC ³ = =25,28 (mm) Choïn: dC = 27 (mm) + Truïc II : goàm baùnh nhoû vaø baùnh lôùn cuûa truïc trung gian Löïc voøng Ft 11= Ft1 = 1908 (N) Ft2 = 2TII/dw2 = 2.309935/96 = 6461 (N) Löïc höôùng taâm Fr11 = Fr1= 694 (N) Fr2 = Ft2.tg=6461.tg20= 6461.0,364 = 2351 (N) Xaùc ñònh phaûn löïc : MxD = -237.8.FyB – 153.15.Fr2 + 67,65.Fr11= O (1) MyD = 237,8.FxD – 153,15.Ft2 – 67,75.Ft11 = O (2) Fx = - Ft2 + FxB + FxD - Ft11 = O (3) Fy = Fr11 + FyB +FyD – Fr11 = O (4) Töø (1), (2), (3), (4), ta ñöôïc: FyB = 317 (N); FyD = 1330 (N); FxB = 4705 (N); FxD = 3664 (N) -Veõ bieåu ñoà moâmen uoân vaø xoaén: -Tính moâ men töông ñeå xaùc ñònh ñöôøng kính taïi caùc tieát dieän: + Taïi E: Mtñ = = = 505421 (N.mm ) dE³ = =43.8 (mm) Vôùi: {s} = 65 (Mpa), baûng (7-2) Choïn: dE = 50 (mm) + Taïi C: Mtñ = = = 407185 (N.mm ) dC ³ = =40,8 (mm) Choïn: dC= 50 (mm) + Taïi B, D: Choïn: dD =dB = 45 (mm) + Truïc III : goàm baùnh lôùn caáp nhanh (baùnh 4) vaø khôùp noái xích con laên Löïc voøng Ft 3= Ft2 = 6461 (N) Löïc höôùng taâm Fr3=Ft2 =2351 (N) Löïc höôùng taâm do khôùp noái voøng ñaøn hoài taùc duïng leân truïc FxA =(0,2…0,3)TIII/Do = 0,25.2.1366936/185 ._.