Thuyết minh đồ án Thiết kế sản phẩm với cad

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "Thuyết minh đồ án Thiết kế sản phẩm với cad": http://123doc.vn/document/1051462-thuyet-minh-do-an-thiet-ke-san-pham-voi-cad.htm

§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ
•
Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ
Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ
thống.Vì vậy cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ.
Điều kiện mở máy của động cơ thoả mãn nếu công thức sau đảm bảo
dc dc
mm bd
P P≥

Trong đó:
dc
mm
P
công suất mở máy của động cơ (kw)

.
dc dc
K
mm dm
dn
T
P P
T
=


2.11 22
dc
mm
P = =


dc
bd
P
- công suất cản ban đầu trên trục động cơ (kw)

.
dc dc
bd bd lv
P K P=


1,3.10,27 13,351
dc
bd
P = =
(kw)
Ta thấy
22( ) 13,351( )
dc dc
mm bd
P kw P kw= ≥ =
Vậy động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện mở máy

•
Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ
Với sơ đồ tải ổn định nên không cần kiểm tra quá tải cho động cơ
II. Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền chung của toàn hệ thống u
∑

xác định theo:
dc
ct
n
u
n
∑
=

Trong đó: n
đc
- số vòng quay của động cơ đã chọn (v/p)
n
ct
- số vòng quay của trục công tác (v/p)

1458
9,47
153,93
u
∑
= =
Mà
9,47
h
u u
∑
= =
Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng phân đôi cấp chậm xác định theo công thức
2 2
3
2
1
1,2776
C ba
h
ba
K
u u
ψ
ψ
×
≈ × ×

Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 5 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
Với
2
1 1,3
C
K = ÷
Chọn
K
C2
=1.2
2
1
1,3
ba
ba
ψ
ψ
=
=>
3
2
1,2776. 1,2.1,3.9,47 3,135u ≈ =
Mà
1 2
.
h
u u u=
=>
1
2
9,47
3,021
3,135
h
u
u
u
= = =
III. Xác định thông số trên các trục
1. Tính tốc dộ quay của các trục
Tốc độ quay của trục I :
1458
1458
1
dc
I
k
n
n
u
= = =
(v/p)
Tốc độ quay của trục II :
1
1458
482,62
3,021
I
II
n
n
u
= = =
(v/p)
Tốc độ quay của trục III :
2
482,62
153,95
3,135
II
III
n
n
u
= = =
(v/p)
Tốc độ quay của trục IV :
153,95
153,95
1
III
IV
k
n
n
u
= = =
(v/p)
2. Tính công suất danh nghĩa trên các trục
Công suất danh nghĩa trên trục I
( )
. . 10,27.1.0,99 10,17
dc
k ol
I lv
kw
p p
η η
= = =
Công suất danh nghĩa trên trục II
( )
. . 10,17.0,97.0,99 9,77
br ol
II I
kw
p p
η η
= = =
Công suất danh nghĩa trên trục III
( )
. . 9,77.0,97.0,99 9,38
II
br ol
III
kw
p
P
η η
= = =
Công suất danh nghĩa trên trục IV
( )
. . 9,38.1.0,99 9,29
III
k ol
IV
kw
p
P
η η
= = =
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 6 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
3. Tính mô men xoắn trên các trục
Áp dụng công thức
6
9,55.10 .
i
i
i
p
T
n
=
Mô men xoắn trên trục động cơ
( )
6
6
9,55.10 .
10,27
9,55.10 . 67269,2 .
1458
dc
lv
dc
dc
dc
T
T N mm
p
n
=
= =
Mô men xoắn trên trục I:
( )
6
6
9,55.10 .
10,17
9,55.10 . 66614,2 .
1458
I
I
I
I
T
T N mm
p
n
=
= =
Mô men xoắn trên trục II :
( )
6
6
9,55.10 .
9,77
9,55.10 . 121863,41 .
765,64
II
II
II
II
T
T N mm
p
n
=
= =
Mô men xoắn trên trục III :
( )
6
6
9,55.10 .
9,38
9,55.10 . 581832,94 .
153,96
III
III
III
III
T
T N mm
p
n
=
= =
Mô men xoắn trên trục IV :
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 7 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
( )
6
6
9,55.10 .
9,29
9,55.10 . 576250,32 .
153,96
IV
IV
IV
IV
T
T N mm
p
n
=
= =
4. Lập bảng thông số tính toán
Đ/cơ
Trục
Đ/cơ I II III Công tác
Công suất
P(kw)
10,27 10,17 9,77 9,38 9,29
Tỷ số truyền
u
1 3,021 3,135 1
Số vòng quay
n (v/ph)
1458 1458 482,62 153,95 153,95
Mô men
xoắn
T(Nmm)
67269,2 66614,2 193327,05 581870,74 576287,76
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 8 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
PHẦN II
THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

I. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH
1. Chọn vật liệu làm bánh răng
a. Bánh răng nhỏ
Theo bảng 6.1 [1] do yêu cầu của bánh răng không có gì đặc biệt nên ta chọn vật
liệu chế tạo bánh răng là thép C45 tôi cải thiện có:
Độ cứng
241 285HB = −
Giới hạn bền
1
850
b
MPa
σ
=
Giới hạn chảy
1
580
ch
MPa
σ
=
Ta chọn
1
245HB =
HB
b. Bánh răng lớn
Theo bảng 6.1 [1] do yêu cầu của bánh răng không có gì đặc biệt nên ta chọn vật
liệu chế tạo bánh răng là thép C45 tôi cải thiện có:
Độ cứng
192 240HB = −
Giới hạn bền
1
750
b
MPa
σ
=
Giới hạn chảy
1
450
ch
MPa
σ
=
Để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiêt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn
thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị :

1 2
(10 15)HB HB HB≥ + ÷
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 9 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
Ta chọn
2
230HB =
HB

2. Xác định ứng suất cho phép
Ta có:

[ ]
[ ]
0
lim
0
lim
. . . .
. . . . .
H
H R V xH HL
H
F
F R S xF FC FL
F
Z Z K K
S
Z Y K K K
S
σ
σ
σ
σ
=
=
Với :
Z
R
: Hệ số kể đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt răng làm việc
Z
V
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng
K
XH
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng
K
HL
, K
FL
: Hệ số tuổi thọ
Y
R
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
Y
S
: Hệ số kể đến độ nhậy vủa vật liệu tới sự tập trung ứng suất
K
XF
: Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh răng tới độ bền uốn
S
H
,S
F
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, uốn
K
FC
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc đặt tải
Khi thiết kế sơ bộ ta lấy
1
1
R V XH
R S XF
Z Z K
Y Y K
=


=



[ ]
lim
.
o
H
H HL
H
K
S
σ
σ
⇒ =


[ ]
lim
.
o
F
F FC FL
F
K K
S
σ
σ
⇒ =

Tra bảng 6.2 [1] ta xác định được trị số của
0
limH
σ
và
0
limF
σ
ứng với số chu kì
cơ sở ta chọn
Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở :
0
limH
σ
=2HB + 70
Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc :
H
S
=1,1
Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở :
0
limF
σ
=1,8HB
Hệ số an toàn khi tính về uốn :
F
S
=1,75
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 10 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
Khi đó :
• Bánh nhỏ :
( )
1
0
lim 1
2. 70 2.245 70 560
H
HB MPa
σ
= + = + =
( )
1
0
lim 1
1,8 1,8.245 441
F
HB MPa
σ
= = =
• Bánh lớn :
( )
2
0
lim 2
2. 70 2.230 70 530
H
HB MPa
σ
= + = + =
( )
2
0
lim 2
1,8. 1,8.230 414
F
HB MPa
σ
= = =
Bộ truyền quay một chiều và tải trọng đặt một phía nên hệ số xét đến ảnh hưởng
đặt tải
FC
K
=1
Các hệ số K
HL
, K
FL
tính theo công thức

H
F
HO
m
HL
HE
FO
m
FL
FE
N
K
N
N
K
N
=
=

Với: m
H
, m
F
: Là bậc của đường cong tiếp xúc, đường cong uốn.
Vì HB ≤ 350 nên ta có m
H
= m
F
= 6
HO
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về tiếp xúc

2,4
30
HO HB
N H=

Với H
HB
là độ rắn Brinen

1
2,4 6
30.245 16,25.10
HO
N
= =

2
2,4 6
30.230 13,97.10
HO
N = =

FO
N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về uốn.

6
4.10
FO
N =
Với tất cả các loại thép

,
HE FE
N N
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương
Với bộ truyên tải trọng tĩnh không đổi

⇒
60. . .
HE FE
N N N c n t
∑
= = =

Trong đó :
c : là số lần ăn khớp trong môt vòng quay c = 1
n : số vòng quay trong 1 phút n = 1458 (v/ph)
t : là số thời gian làm việc của bánh răng đang xét

1
5.365.0,75. .24 10950( )
3
t h
∑
= =

Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 11 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD

6
60.1.1458.10950 957,906.10
HE FE
N N
= = =
⇒
Do vậy
HE
N
>
0H
N

⇒
chọn
1
HL
K
=

FE
N
>
0F
N

⇒
chọn
1
FL
K
=

•
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[ ]
lim
.
o
H
H HL
H
K
S
σ
σ
=

Đối với bánh nhỏ
[ ]
( )
lim
1
0
1
560
. .1 509
1,1
H
H HL
H
K MPa
S
σ
σ
= = =
Đối với bánh lớn
[ ]
2
0
lim
2
530
. .1 481,8( )
1,1
H
H HL
H
K MPa
S
σ
σ
= = =
Với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng theo công thức 6.12 [1] ta có

( )
min
1,25.[ ] 1,25.481,8 602,25
H
MPa
σ
= =

( )
min
[ ] 495,4 [ ] 602,25( )
H H
MPa MPa
σ σ
= ≤ =
Do vậy ta chọn độ cứng cho cặp bánh răng là hợp lý
Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép là
( )
[ ] 481,8
H
MPa
σ
=

•
Ứng suất uốn cho phép
[ ]
lim
.
o
F
F FC FL
F
K K
S
σ
σ
=
(2.11)
Đối với bánh nhỏ
[ ]
( )
1
lim
1
441
. . .1.1 252
1,75
o
F
F FC FL
F
K K MPa
S
σ
σ
= = =
Đối với bánh lớn
[ ]
( )
2
lim
2
414
. . .1.1 236,5
1,75
o
F
F FC FL
F
K K MPa
S
σ
σ
= = =

•
Ứng suất cho phép khi quá tải
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
[ ]
max
2,8.
H ch
σ σ
=
Đối với bánh nhỏ
[ ]
1 1
max
2,8. 2,8.580 1624( )
H ch
MPa
σ σ
= = =
Đối vơi bánh lớn
[ ]
2 2
max
2,8. 2,8.450 1260( )
H ch
MPa
σ σ
= = =
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 12 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải
[ ]
ax
0.8
F ch
m
σ σ
=
Đối với bánh nhỏ
[ ]
( )
1 1
ax
0,8. 0,8.580 464
F ch
m
MPa
σ σ
= = =
Đối vơi bánh lớn
[ ]
( )
2 2
ax
0,8. 0,8.450 360
F ch
m
MPa
σ σ
= = =
3. Tính toán bộ truyền cấp nhanh
a. Xác định sơ bộ khoảng cách trục

1
3
1 1
2
2 1 1
.
( 1).
[ ] . .
H
w a
H ba
T K
a K u
u
β
σ ψ
= +
Tong đó :

ba
ψ
: H số, là tỉ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục
Tra bảng 6.6 ta chọn
1
0,3
ba
ψ
=


a
K
: Hsố phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6.5[1] ta có
a
K
= 49,5

H
K
β
: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi
tính về tiếp xúc.Với hệ số

( )
1 1
0,5. . u 1
bd ba
ψ ψ
= +


( )
0,5.0,3. 3,021 1 0.6
bd
ψ
= + =
tra bảng 6.7 [1] ta chọn
1,07
H
K
β
=
(sơ đồ 3).
3
1
2
66614,2.1,07
49,5.(3,021 1). 138,76( )
481,8 .3,021.0,3
w
a mm= + =

=> lấy
1
123( )
w
a mm=

b. Xác định các thông số ăn khớp
Môđun
1
(0,01 0,02). (0,01 0,02).125 1.23 2.46
w
m a m= ÷ ⇒ = ÷ = ÷

Tra bảng 6.8 [1] ta chọn môđun m=2
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 13 - Líp LT09A
§å ¸n m«n häc ThiÕt kÕ s¶n phÈm víi CAD
Với hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm thì bộ truyền cấp nhanh là bánh răng trụ
thẳng nên có
0
0
β
=
Số răng bánh nhỏ
0
1
1
1
2. .cos 2.123.cos0
30,59
( 1) 2.(3,021 1)
w
a
z
m u
β
= = =
+ +
(răng)
=> lấy
1
31z =
(răng)
Số răng bánh lớn

2 1 1
. 3,021.31 93,7z u z= = =
(răng)
=> lấy
2
94z =
(răng)
Do đó, tỉ số truyền thực sẽ là
2
1
1
94
3,032
31
m
z
u
z
= = =

•
Các thông số cơ bản của bộ truyền
Góc prôfin gốc :
α
=
0
20
(theo TCVN 1065-71).
Góc nghiêng răng :.
0
0
β
=
0
cos0 1⇒ =
Đường kính chia :
1
1
31
. 2. 62( )
cos( ) 1
z
d m mm
β
= = =

2
2
94
. 2. 188( )
cos( ) 1
z
d m mm
β
= = =
Đường kính cơ sở :
0
1 1
.cos 62.cos20 58,26( )
b
d d mm
α
= = =

0
2 2
.cos 188.cos20 176,66( )
b
d d mm
α
= = =

Đường kính lăn :
1
1
2.
61,01( )
3,032 1
w
w
a
d mm= =
+

2 1
. 61,01.3,032 184,98( )
w w m
d d u mm= = =
Đường kính đỉnh răng :
1 1
2. 62 2.2 66( )
a
d d m mm= + = + =
Trêng §HKTCN Th¸i Nguyªn - 14 - Líp LT09A