BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY . LỚP L02 – Đề số 1 – Phương án 14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY . LỚP L02 – Đề số 1 – Phương án 14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY . LỚP L02 – Đề số 1 – Phương án 14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY . LỚP L02 – Đề số 1 – Phương án 14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY LỚP L02 – Đề số – Phương án 14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Giảng viên hướng dẫn: Thân Trọng Khánh Đạt Sinh viên thực hiện: Chử Đức Hà MSSV: 2012497 Thành phố Hồ Chí Minh – 2022 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Số liệu thiết kế: Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh nón cấp; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Xích tải Số liệu thiết kế: Lực vịng xích tải, F(N) : 8500 Vận tốc xích tải, v(m/s) : 2,4 Số đĩa xích tải dẫn, z(răng) : Bước xích tải, p(mm) : 110 Thời gian phục vụ, L(năm) Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ(1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) Chế độ tải t1 (giây)= 24 T1= T t2 (giây)= 46 T2= 0,85T 1.2 Xác định công suất chọn động cơ: • Hiệu suất truyền động:  = d br kn ol3 Trong đó: d = 0,95 : hiệu suất truyền đai br = 0,97 : hiệu suất truyền bánh trụ thẳng che kín kn = 0,99 : hiệu suất khớp nối trục đàn hồi ol = 0,99 : hiệu suất ổ lăn   = 0,95 0,97 0,99 0,993 = 0,885 • Tính cơng suất cực đại xích tải: 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝐹𝑣 8500.2,4 = = 20,4 (kW) 1000 1000 • Tính cơng suất tương đương (cơng suất tính tốn): 𝑃𝑡đ = 𝑃 × √ 𝑇𝑖 ∑𝑛 𝑖=1( ) 𝑡𝑖 𝑇 ∑𝑛 𝑖=1 𝑡𝑖 𝑃𝑡đ = 20,4 × √ 12 × 24 + 0,852 × 46 24 + 46 𝑃𝑡đ = 18,446 (𝑘𝑊) • Tính cơng suất cần thiết động cơ: 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡đ 18,446 = = 20,843 (kW) 𝑐ℎ 0,885 • Tỉ số truyền chung hệ thống: 𝑢 = 𝑢𝑑 𝑢𝑏𝑟 Trong tỉ số truyền sơ chọn từ bảng 3.2[1]: 𝑢𝑑 → = 2,75 : tỉ số truyền truyền đai thang 𝑢𝑏𝑟 = : tỉ số truyền truyền bánh trụ thẳng cấp 𝑢 = 2,75.4 = 11 • Số vịng quay đĩa xích tải dẫn: 𝑛𝑙𝑣 = 60000v 60000 2,4 = = 145,45 (vg/ph) zp 110 • Số vòng quay sơ động cơ: 𝑛𝑠𝑏 = 𝑢 𝑛𝑙𝑣 = 11 145,45 = 1600 (vg/ph) Dựa vào công suất cần thiết trục động Pct = 20,843kW, số vòng quay sơ động nsb = 1600 vg/ph theo bảng phụ lục P1.1[2] ta chọn động K200M4 với P = 22kW n = 1774 vg/ph Kiểu động Công suất Vận tốc quay Hiệu suất (kW) (vg/ph) % K200M4 22 1774 89% cos(φ) 𝐼𝐾 𝐼𝑑𝑛 𝑇𝑘 𝑇𝑑𝑛 Khối lượng (kg) 0,89 5,5 2,0 251 1.3 Phân phối tỉ số truyền: • Tỉ số truyền hệ thống: 𝑢 = 𝑢𝑑 𝑢𝑏𝑟 = 𝑛𝑑𝑐 1774 = = 12,197 𝑛𝑙𝑣 145,45 Ta chọn 𝑢𝑏𝑟 = → 𝑢𝑑 = 12,197 = 3,049 • Cơng suất trục: 𝑃𝐼𝐼𝐼 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 20,40 kW 𝑃𝐼𝐼 = 𝑃𝐼 = 𝑃𝐼𝐼𝐼 𝑘𝑛 𝑜𝑙 𝑃𝐼𝐼 𝑜𝑙 𝑏𝑟 𝑃𝑑𝑐 = 𝑃𝐼 𝑜𝑙 𝑑 = = = 20,4 0,99.0,99 20,81 0,99.0,97 21,67 0,99.0,95 = 20,81 (kW) = 21,67 (kW) = 23,04 (kW) • Số vòng quay trục: 𝑛𝐼 = 𝑛𝑑𝑐 u𝑑 = 𝑛𝐼𝐼𝐼 = 𝑛𝐼𝐼 = 1774 = 581,830 (vg/ph) 3,049 𝑛𝐼 u𝑏𝑟 = 581,830 = 145,458 (vg/ph) • Momen xoắn trục: 𝑇𝑑𝑐 = 9,55.106 𝑇𝐼 = 9,55.106 𝑃𝑑𝑐 𝑛𝑑𝑐 𝑃𝐼 𝑛𝐼 𝑇𝐼𝐼 = 9,55.106 = 9,55.106 𝑃𝐼𝐼 𝑛𝐼𝐼 𝑇𝐼𝐼𝐼 = 9,55.106 21,67 = 355685,51 (Nmm) 581,830 = 9,55.106 𝑃𝐼𝐼𝐼 𝑛𝐼𝐼𝐼 23,04 = 124031,57 (Nmm) 1774 = 9,55.106 20,81 = 1366274,11 (Nmm) 145,458 = 9,55.106 20,40 = 1339355,69 (Nmm) 145,458 Bảng thơng số tính tốn: Động Trục I Trục II Trục III Công suất P (kW) 23,04 21,67 20,81 20,40 Tốc độ n (vg/ph) 1774 581,830 145,458 145,458 Tỉ số truyền u Momen xoắn T 𝑢𝑛𝑡 = 124031,57 𝑢𝑏𝑟 = 355685,51 1366274,11 𝑢𝑑 = 3,049 1339355,69 (Nmm) THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THẲNG 2.1 Thông số ban đầu: - Công suất 𝑃1 = 23,04 kW - Tỉ số truyền u = 3,049 - Số vòng quay 𝑛1 = 1774 vg/ph - Momen xoắn T = 124031,57 Nmm 2.2 Tính tốn thiết kế: • Chọn loại đai Từ thông số đầu vào P1 = 23,04 kW n1 = 1774 vg/ph, theo hình 4.22a[1], ta chọn đai B Các thông số tra từ bảng 3.1[1] đai loại thang B: - 𝑏𝑝 = 14 mm, 𝑏𝑜 = 17 mm - h = 10,5 mm - 𝑦𝑜 = 4,0 mm - A = 138 mm2 - L = 800÷6300 mm - 𝑇1 = 40÷190 Nm • Đường kính bán dẫn 𝑑1 = 1,2.𝑑𝑚𝑖𝑛 = 1,2.140 = 168 mm Theo tiêu chuẩn, ta chọn 𝑑1 = 180 mm 𝑣1 = 𝜋𝑑1 𝑛 60000 = 𝜋.180.1774 60000 = 16,720 m/s < 25 m/s • Giả sử hệ số trượt tương đối 𝜉 = 0,02 𝑑1 = u𝑑1 (1- 𝜉) = 3,049.180.(1-0,02) = 537,844 mm Theo tiêu chuẩn chọn 𝑑2 = 500 mm Tỉ số truyền u = 𝑑2 = 𝑑1 (1− 𝜉) 500 180.(1−0,02) = 2,834 Sai lệch so với giá trị chọn trước 7,05% nên chấp nhận • Chọn sơ khoảng cách trục a, với u = 3,049 ta chọn a = 𝑑2 = 500 mm Chiều dài đai: L = 2a + 𝜋(𝑑1 + 𝑑2 ) = 2.500 + + (𝑑2 −𝑑1 )2 𝜋(180+ 500) 4𝑎 (500−180)2 + 4.500 = 2119,34 mm Theo tiêu chuẩn chọn L = 2240 mm Tính lại khoảng cách trục a: a= 𝑘+ √𝑘 −8∆2 k=𝐿− ∆= , với: 𝜋(𝑑1 + 𝑑2 ) 𝑑2 − 𝑑1 2 = = 2240 − 500− 180 𝜋(180+ 500) = 1171,86 = 160 => a = 563,20 mm Kiểm tra điều kiện: 2(𝑑1 + 𝑑2 ) ≥ a ≥ 0,7(𝑑1 + 𝑑2 )  2.(180 + 500) ≥ a ≥ 0,7.(180 + 500)  1360 ≥ a ≥ 476 Vậy a thỏa mãn điều kiện • Vận tốc đai 𝑣1 = 16,720 m/s i= 𝑣1 𝐿 = 16,720 2,240 = 7,464 𝑠 −1 mà [i] = 10 𝑠 −1 , điều kiện thỏa • Góc ơm bánh đai nhỏ: 𝑑2 − 𝑑1 500− 180 𝛼1 = 180° − 57 = 180° − 57 = 147,6° = 2,58 rad 𝛼 563,20 • Số dây đai sử dụng: z≥ 𝑃1 [𝑃0 ]𝐶𝛼 𝐶𝑢 𝐶𝐿 𝐶𝑧 𝐶𝑟 𝐶𝑣 Trong đó: - 𝑃1 = 23,04 kW - Hệ số xét ảnh hưởng góc ơm đai: 𝛼1 𝐶𝛼 = 1,24(1 − 𝑒 −110 ) = 0,916 - Hệ số xét ảnh hưởng đến tỉ số truyền u: 𝐶𝑢 = 1,14 u = 3,049 > 2,5 - Hệ số xét ảnh hưởng đến chiều dài đai: 2240 𝐿 𝐶𝐿 = √ = √ =1 𝐿0 2240 - Hệ số xét ảnh hưởng đến số dây đai 𝐶𝑧 , ta chọn sơ - Hệ số xét ảnh hưởng đến chế độ tải trọng 𝐶𝑟 = 0,7 (tải va đập nhẹ) - Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc : 𝐶𝑣 = – 0,05(0,01𝑣 − 1) = – 0,05(0,01.16,7202 – 1) = 0,91 Theo hình 4.21[1], ta chọn [𝑃0 ] = 5,88 kW d = 180 mm, 𝐿0 = 2240 mm, v = 16,720 m/s đai loại B Suy ra: z ≥ 23,04 5,88.0,916.1,14.1.0,7.0,91  z ≥ 5,89 Ta chọn z = đai • Chiều rộng bánh đai đường kính ngồi bánh đai: - Chiều rộng bánh đai: B = (z – 1)e + 2f Với z = theo bảng 4.4[1]: + e = 19,0 + f = 12,5 => B = (6 – 1).19,0 + 2.12,5 = 120 mm - Đường kính ngồi bánh đai (ℎ0 = 4,2 mm): 𝑑𝛼 = 𝑑1 + 2ℎ0 = 180 + 4,2.2 = 188,4 mm • Lực tác dụng lên trục: - Lực căng ban đầu (đai thẳng nên 𝜎0 = 1,5Mpa): 𝐹0 = 𝜎0 zA = 1,5.6.138 = 1242 N - Lực căng dây đai: - Lực vòng có ích: 𝐹𝑡 = 𝐹0 = 207 N 1000𝑃1 𝑣1 Lực vòng dây đai: 𝐹𝑡 = 1000.23,04 16,720 = 1377,99 N = 229,665 N - Lực tác dụng lên trục ổ: 𝛼 147,6° Fr = 2F0sin ( 1) = 2.1242 sin ( ) = 2385,37 N 2 • Ứng suất lớn dây đai: 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝜎1 + 𝜎𝑣 + 𝜎𝐹1 = 𝜎0 + 0,5𝜎𝑡 + 𝜎𝑣 + 𝜎𝐹1 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 207 138 + 0,5 229,665 138 2.4 + 1200.16,7202.10-6 + 100 180 = 7,11 MPa • Tuổi thọ dây đai: L= 𝑚 𝜎 (𝜎 𝑟 ) 107 𝑚𝑎𝑥 2.3600𝑖 = 𝑚 𝜎 (𝜎 𝑟 ) 107 𝑚𝑎𝑥 𝑣 𝐿 2.3600 = (7,11) 107 16,720 2,24 2.3600 = 1226,49 • Thơng số tính tốn: 𝑃1 (kW) 𝑛1 (vg/ph) 𝐹0 (N) 𝐹𝑟 (N) 𝛼1 u 23,04 1774 1242 2385,37 147,6° 2,834 z 𝑑1 (mm) 𝑑2 (mm) a (mm) L (mm) B (mm) 180 500 563,2 2119,34 120 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Lộc, Giáo trình sở thiết kế máy, 2018 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế dẫn động khí (tập một), 2006 11 ... SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Số liệu thiết kế: Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh nón cấp; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Xích tải. .. liệu thiết kế: Lực vịng xích tải, F(N) : 8500 Vận tốc xích tải, v(m/s) : 2,4 Số đĩa xích tải dẫn, z(răng) : Bước xích tải, p(mm) : 110 Thời gian phục vụ, L(năm) Quay chi? ??u, làm việc hai ca, tải. .. 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Lộc, Giáo trình sở thiết kế máy, 2018 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế dẫn động khí (tập một), 2006 11