TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG

- Sơ đồ khai triển: Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất và dễ chế tạo. Do đó

được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng bố trí không đối

xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều trên chiều rộng vành răng.

Do đó, khi thiết kế, đòi hỏi trục phải đủ cứng thì sẽ đảm bảo được khả năng làm

việc.

- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này cần phải chú trọng đến việc bố trí ổ.

Phải đảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không được cân bằng ở cặp răng kề bên,

không được tác dụng vào trục tùy động của cấp phân đôi nếu không thì sự cân

bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân bố

không đều cho các cặp bánh răng phân đôi này.

- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra

trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp cho việc bố trí

cơ cấu gọn hơn. Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm như: Khả năng

tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá

nhiều so với cấp nhanh, kết cấu gối đỡ phức tạp, gây khó khăn cho việc bôi trơn

các ổ, do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn, nên trục trục không đảm bảo độ

bền và độ cứng nếu không tăng đường kính trục. Từ những nhược điểm này mà

phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc đồng trục bị hạn chế.

Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu của

hệ dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc phân tích

các sơ đồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:

+ So với sơ đồ phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và chế

tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ. Mặt khác,

chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễ dàng hơn.

Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốc phân đôi tăng

dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến như hộp giảm tốc khai

triển.

+ So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh hơn.

Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặt khác, kết

cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp không đều, kết cấu

gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độ bền…



Vậy ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển để phù hợp với cơ cấu

làm việc và giảm vật liệu chế tạo.

- Để truyền động từ động cơ vào hộp giảm tốc ta chọn khớp nối trục đàn hồi. Loại

khớp nối này có khả năng giảm va đập và chấn động, đề phòng cộng hưởng và dao

động xoắn gây nên và bù lại độ lệch trục (làm việc như một trục bù). Nối trục có

bộ phận đàn hồi làm bằng vật liệu không kim loại rẻ và đơn giản, vì vậy nó được

dùng để truyền mômen xoắn lớn, thường dùng trục có bộ phận đàn hồi là kim loại

để giảm kích thước.

3.2. Chọn động cơ điện

3.2.1. Chọn kiểu loại động cơ



5

4



1. Động cơ điện

2. Khớp nối

3. Hộp giảm tốc



3

2



4. Khớp nối đầu ra

5. Trục vít



1



Hình 3.1. Sơ đồ hệ dẫn động

- Động cơ điện: Hiện nay trong công nghiệp dùng hai loại động cơ điện là: Động

cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.



* Động cơ điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, với sức bền

làm việc cao, momen khởi động lớn.

* Động cơ điện một chiều: Là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong

phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo dể dàng, giá thành

cao khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu.

Dựa trên những ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ

điện một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ

không bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế

hơn thì những khuyết điểm của loại động cơ nầy vẫn chấp nhận được.

Vậy ta chọn động cơ điện xoay chiều.

3.2.2. Chọn công suất động cơ

- Các thông số:

+ Lực dọc trục:



Fav=69 (N)



+ Công suất trên vít tải:



P= 0,011 (Kw)



+ Mômen xoắn trên vít tải:



Tv= 5877 (N.mm)



+ Số vòng quay:



n= 130 (vòng/phút)



+ Đường kính:



D= 125(mm).



+ Thời gian:



5 năm



+ Mỗi ngày làm việc:



2/3



+ Mỗi ca:



2/3



- Tính công suất cần thiết:



Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho động cơ khi

làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy điều kiện sau phải

thoả mãn.

Pđm ≥ Pdt (KW)



(3.1)



Pđm: Công suất định mức động cơ.

Pđt : Công suất đẳng trị trên trục động cơ, được xác định như sau.

Với tải là không đổi trong quá trinh làm việc, ta có:

Pđt

Plvdc



Plvdc



≥



Plvdc



(3.2)



: Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ.



=



Plvct

η∑



(KW)



Trong đó:

η∑



: Hiệu suất chung của toàn hệ thống.



Plvct



η∑



ηK



: Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác.



=



2

η K2 .ηO3 .η BRN

.η d1



: Hiệu suất của khớp nối.



(3.3)



ηO



: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.



η BRN



: Hiệu suất của bánh răng nghiêng.



Tra bảng 2.3 [2 ]: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ được che kín.

ηK

η∑



= 1;



ηO



= 0,995;



η BRN



= 0,98; ηd= 0,95



= 12. 0,9953. 0,982.0,95 = 0,898



3.3. Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ

Số vòng quay đồng bộ bộ của động cơ được xác định theo công thức:



ndb = nlv .ut



Trong đó:

ut



nlv



- số vòng quay của trục công tác ;



(3.1)



nlv



= 85 v/ph



- là tỉ số truyền nên dùng của HGT bánh răng trụ hai cấp



Tra bảng 2.4 [I] ta có tỷ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp

nằm trong khoảng 8 ÷ 40 (tỷ số truyền của khớp lấy bằng 1)

=> nđb = 85. (8 ÷ 40) = 680 ÷ 3400 (vòng/phút)

chọn nđb = 1500 (vòng/phút).

Khi đó tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống được xác định theo công thức sau:



3.4. Chọn động cơ thực tế

Từ (3.2) chọn Pđtđc = Plvđc = 0,75 (kw)

Căn cứ vào công suất đẳng trị đã tính tiến hành tra bảng chọn động cơ có công

suất định mức thoả mãn điều kiện (3.1)

Pđmđc ≥ Pđtđc và số vòng quay đồng bộ của động cơ là giá trị đã được xác định n đb

= 1500v/ph

Hiện nay trên thị trường có một số loại động cơ như: động cơ nhãn hiệu DK do

nhà máy điện cơ Hà Nội chế tạo, động cơ nhãn hiệu K do nhà máy động cơ Việt Hung chế tạo và động cơ nhãn hiệu 4A do Liên Xô cũ chế tạo. Các động cơ 4A

được chế tạo theo GOST 19523-74 có phạm vi công suất lớn , số vòng quay đồng

bộ rộng khối lượng nhẹ hơn động cơ DK và K . Vậy ta chọn động cơ loại 4A.

Tra bảng P1.3 [3] chọn động cơ

Bảng 3.1. Kiểu động cơ

Kiểu động



Công suất



Vận tốc quay



Cos



cơ



( kw)



(v/ph)



ϕ



4A80B4Y3



0,75



1450



0,83



η%



Tmax/Tmin



Tk/Tdn



77



2,2



2,0



3.5. Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho động cơ

*. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ

Khi khởi động, động cơ sinh ra cần 1 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 thỏa mãn nếu công thức sau đảm bảo:



dc

Pmm

≥ Pbddc



Trong đó:



Pmmdc: công suất mở máy của động cơ (kW)



Pbddc: Công suất ban đầu trên trục động cơ (kW)



Ta có:



dc

Pmm

≥ Pbddc



do vậy động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện mở máy.



*. Kiểm nghiệm điều kiện quá tải cho động cơ

P

P.Kb®

Plv



t



Hình 3.2. Sơ tải trọng động cơ



- Với sơ đồ tải trọng có tính chất không đổi và quay một chiều, nên không cần

kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ.

⇒ Như vậy động cơ 4A80B4Y3 thỏa mãn điều kiện làm việc đã đặt ra.



∇ . Két luận: Như vậy sau khi phân tích, tính toán ta chọn được động cơ thỏa mãn

điều kiện làm việc. Chương IV chúng ta sẽ đi tính toán các phần tử của vis tải.



CHƯƠNG IV :

THIẾT KẾ TRỤC VIS

4.1. Tính toán trục vít

Để đảm bảo công suất cũng như số vòng quay của vít tải ta phải tính toán

trục vít tải có tỉ lệ phù hợp với đường kính cánh vít.

4.1.1. Công suất cần thiết của vít xoắn

Công suất trên vít tải : P = 0,08 (kW)

4.1.2. Momen xoắn trên trục vít

Momen xoắn trên trục vít: Tv = 5887 (Nmm) = 5,877(Nm)

4.1.3 Lực dọc trục vít

Lực dọc trục vít : Fav = 69N

4.1.4. Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ

Tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa 2 gối đỡ được xác đinh như

sau:

Pn =

Trong đó:



2.Tv .l

(N )

k .D.L



L: Chiều dài băng vít, L =16(m).

l: Khoảng cách giữa các gối đỡ, l = 3 (m).

Tv : Momen xoăn trên trục vít , Tv= 5,877 (Nm)

k : Hệ số tính đến bán kính chịu lực, k = (0,7 – 0,8) chọn k = 0,7

D: Đường kính vít, D = 0,125 (m).



* Tải trọng dọc phân bố đều trên trục vít



* Tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít



* Momen xoắn phân bố đều trên trục vít



4.1.5. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên trục vít

Trục vít được xem như là một dầm liên tục có các ổ treo trung gian được

xem như các gối đỡ. Dầm liên tục được chia làm 6 đoạn, 5 đoạn dài 3 m và 1 đoạn

dài 1m.

Vậy trục vít được đưa về thành một dầm siêu tĩnh bậc 1, tách riêng từng tải

trọng tác dụng lên trục vít và xác định momen lớn nhất tác dụng lên trục vít và các

đoạn đường kính trục vít.

Trục vít dung để vận chuyển cát khô nên chủ yếu chịu ảnh hưởng của

momen xoắn và tải trọng ngang phân bố đều trên trục vít, còn tải trọng dọc phân

bố đều trên trục vít gây uốn trục nên khi tính sưc bền cần xét đến cả tải trọng dọc

phân bố đều trên trục vít