ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy đầu đề THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY HỌC KÌ: 20211 MÃ ĐỀ: ĐẦU ĐỀ: Người hướng dẫn Thông tin sinh viên THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI TS Phạm Minh Hải Sinh viên Sinh viên thực Sinh viên HOÀNG PHƯƠNG NAM Mã số sinh viên 20171554 20184994 Lớp chuyên ngành VŨ NGUYÊN LONG ME2-01 Lớp tín Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./2020 Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./2020 Ký tên ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY HỎI ….… / 10 THI Ký tên ……………………… Hà Nội, tháng 10/2021 ` ….… / 10 Ký tên ……………………… Thông số đầu vào:  Lực kéo băng tải: F=2200 (N) Vận tốc băng tải: v=1.05 (m/s) Đường kính tang: D=260 (mm) Thời hạn phục vụ: Lh= 15000 (h) Số ca làm việc : số ca=1 Phần động học � � (1) + công suất yêu cầu: Pyc= � � P= 𝐹∗𝑣 1000 = 2200∗1.05 =2,31 (kw) 1000 Hiệu suất: n= n ổlăn *n *n *n = 0,993*0,97*1*0,96 = 0,9035 đai br kn Tra bảng ta có: nổlăn = 0,99 ; nđai =0,96 ; nbr = 0,97 Py = c 2,31 0,9035 ; nkn = = 2,5567(𝑘𝑤) Số vòng quay trục công tác là: n= 60000∗𝑣 = 60000∗1,05 𝜋∗260 = 77,12893 (𝑣/𝑝) 𝜋∗𝐷 số vòng quay động : ndc = n2*u : u=ud*uh tra bảng : chọn tỉ số truyền sơ đai ud = 3,15 tỉ số truyền bánh trụ uh = suy ra: u= 3,15*4 = 12,6 ndc = 77,12893*12,6 = 971,8245 (v/p) Vậy ta có : + Pyc = 2,5567 (kw) + ndc = 971,8245 (v/p) Theo danh mục động không đồng ba pha ta chọn động cơ: - 3k132s6 với : công suất: P = (kw) , ndc =945 (v/p) + phân phối tỉ số truyền ndc = 945 (v/p) , nct = n2 = 77,12893 (v/p) tỉ số chung hệ thống : uchung 𝑛𝑑 𝑐 = 945 = = 12,252 77,12893 𝑛2 ta chọn tỉ số truyền bánh đai : uđai = 3,15 = 3,8895 12,252 suy tỉ số truyền bánh : ubr = 3,15 tỉ số truyền từ động sang trục I u=uđai = 3,15 945 = 300 ( v/p) từ ta tính : + số vịng quay trục I : n1 = 3,15 + số vòng quay truc II : n2 = 300 = 77,1307 ( v/p) 3,8895  Công suất trục động : Pdc = Pyc =2,5567 (kw) 𝑃 Công suất trục II : P2 = 𝑛 (ổ 𝑙ă𝑛)∗𝑛(𝑘𝑛) Công suất trục I : P1 = 𝑃2 𝑛(ổ 𝑙ă𝑛)∗𝑛(𝑏𝑟) Công suất thực động : Pdc = + momen xoắn trục II : T 2,31 77,1307 2,4294 = 0,99∗0,96 2,4294 = 9,55*10 * = 9,55*10 * = 2,4294 (kw) 0,99∗0,97 𝑛1 𝑃2 + momen xoắn trục công tác : Tct 2,333 𝑃1 = 9,55*106* = 2,5561 (kw) = 77335,9 (Nmm) 300 2,333 = 9,55*10 * = 288862,2818 77,1307 𝑛2 (Nmm) 9,55*106* = 𝑛(ổ 𝑙ă𝑛)∗𝑛(đ𝑎𝑖) = 9,55*106* = 2,333 (kw) 0,99∗1 𝑃1  Momen xoắn trục : + momen xoắn trục I là: T 2,31 = 𝑃 = 𝑛2 =286014,5128 (Nmm) Trục Trục I Thông số Tỉ số truyền (u) 3,15 Trục II Trục công tác Động 3,8895 1 Công suất ( kw) 2,4294 Số vòng quay 300 (v/p) 2,333 77,1307 2,31 77,1307 2,5567 945 Momen xoắn (Nmm) 77335,9 288862,2818 286014,5128 25837,55026  Tính tốn truyền ngồi: chọn đai thang Chọn đai với vật liệu vải cao su Thông số đầu vào : + ndc = 945 (v/p) + Pdc = 2,5567 (kw) + momen xoắn : T = 25837,55026 (Nmm) + tỉ số truyền : uđai = 3,15 + chọn đường kính bánh đai nhỏ : với thơng số kết hợp với bảng 4.1 chọn đai thang loại A ta chọn d1 = 180 (mm) { theo dãy tiêu chuẩn} từ ta suy vận tốc đai là: 𝜋∗𝑑1∗𝑛𝑑𝑐 𝜋∗180∗945 = v= 60000 60000 = 8,9064 (m/s) < 25 (m/s) ta chọn đai thường đường kính bánh đai lớn : chọn 𝜀 = 0,015 ta có: d2 = d1*u*(1-𝜀) = 180*3,15*(1- 0,015) = 558,495 (mm) theo dãy tiêu chuẩn ta chọn d2 = 560 (mm) tỉ số truyền sau chọn bánh đai : uđai = 560 180 = 3,1111 sai số so với tỉ số tiêu chuẩn : 1,23492 % ( uđai = 3,15 )[thỏa mãn điều kiện sai lệch tỉ số truyền 3-4%] Theo phương pháp nội suy với bảng 4.14 tỉ số truyền hiệu khoảng cách trục bánh đai lớn ta có : 𝑎 𝑑2 = 0,9817 , ta suy ; a = 560*0,9817 =549,572 (mm) Vậy ta chọn a= 550 (mm) Lại có : 0,55(d1+d2)+h = 2(d1+d2) 0,55( 180+ 560)+8 = (180+560) 415 = 1480 a nằm giới hạn thỏa mãn 𝜋(𝑑1+𝑑2) (𝑑2−𝑑1)(𝑑2−𝑑1) Chiều dài đai : L = 2a + + (560−180)(560−180) 4𝑎 = 2*550 𝜋(560+180) + + = 2328,0256 (mm) 4∗550 Theo bảng tiêu chuẩn ta chọn đai với chiều dài : L = 2360 (mm) = 2,360 (m) Ta có : i = 𝑣 𝐿 = 8,9064 2,360 Góc ơm 𝛼1 = 180 - =3,7738 < ( imax = 10) { thỏa mãn} 57(𝑑2−𝑑1) 𝑎 Tính lại Khoảng cách trục : a = = 180 - 57(560 − 180) 550 𝛾+√𝛾∗𝛾−8∗∆∗∆ = 140,618o > 120o (thỏa mãn) = 1197,61 +√1197,61∗1197,61 − 8∗190∗190 = 566,969 (mm) ≈ 567 (mm) 𝛾 = L – 𝜋(d1+d2)/2 = 2360 – 𝜋(180+560)/2 =1197,61 (mm) ∆ = (d2-d1)/2 = (560-180)/2 = 190 (mm) Tính lại góc ơm : 𝛼1 = 180o – (d2-d1)*57o/a = 180o –(560-180)*57o/567 = 141,7989o + xác định số đai: Theo phương pháp nội suy bảng 4.19 ta Po = 2,2495 (kw) z= = 𝑃𝑑𝑐∗𝐾𝑑 2,5567∗1,1 2,2495∗0,89∗1,14∗1,0683∗0,97321 = 1,1852 𝑃𝑜∗𝐶𝛼∗𝐶𝑙∗𝐶𝑢∗𝐶 𝑧 hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm :C𝛼= 0,89 ;hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền Cu = 1,14 ; hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai Cl = 1,0683 (theo phương pháp nội suy bảng 4.16) ;hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố tải trọng không Cz = 0,97321 (theo phương pháp nội suy bảng 4.18) ; Po = 2,2495 (là công suất lớn sử dụng đai) số đai chọn để sử dụng : z = chiều rộng bánh đai : B = (z-1)*t + 2e = (2-1)*15 + 2*10 = 35 (mm) e , t tra bảng 4.21 có giá trị e=10 (mm) , t=15 (mm)Type equation here diện tích mặt cắt ngang đai : A=81 (mm2) (tra bảng 4.13) + lực căng ban đầu : Fo = 780∗𝑃𝑑𝑐∗𝐾 780∗2,5567∗1,1 + F = +8,329 = 146,7 (N) v 𝑑 8,9064∗0,89∗2 𝑣∗𝐶𝛼∗𝑧 Pdc = 2,5567 (kw) ; Kd = 1,1 ; v = 8,9064 (m/s) ; C𝛼 = 0,89 ; z = Fv = qm*v2 = 0,105*8,90642 = 8,329 (N) {qm khối lượng mét chiều dài đai tra bảng 4.22 } 𝛼1 + lực tác dụng lên trục : Fr = 2Fo*z*sin( Ft = )= 2*146,7*2*sin( 140,618 ) = 552,48598 (N) 1000𝑃𝑑 1000∗2,5567 = = 287,063 (N) 𝑐 8,9064 𝑣 F1 = Fo + 0,5Ft = 146,7 + 0,5*287,063 = 290,2315 (N) F2 = Fo - 0,5Ft = 146,7- 0,5*287,063 = 3,1685 (N) ứng suất căng ban đầu : 𝜎𝑜 = 2𝐴 ứng suất nhánh dẫn : 𝛼1 = ứng suất nhánh bị dẫn : 𝛼2 = ứng suất nhánh dẫn ứng suất nhánh bị dẫn = 146,7 =0,9055 (N/mm2) = 0,9055 (MPa) 2∗81 𝐹1 290,2315 = 2𝐴 2∗81 𝐹2 3,1685 2𝐴 Thông số Loại đai Đường kính bánh đai nhỏ Đường kính bánh đai lớn Chiều rộng đai Chiều dày đai Chiều rộng bánh đai Khoảng cách trục Góc ơm bánh đai nhỏ Lực căng ban đầu Lực tác dụng lên trục Chiều dài đai ứng suất căng ban đầu 𝐹𝑜 = 2∗81 Kí hiệu A d1 d2 b h B a Fo Fr L = 1,7915 (N/mm2) = 1,7915 (MPa) = 0,0391 (N/mm2) = 0,0391 (MPa) 𝜎0 Giá trị Đai hình thang thường 180 560 13 35 567 141,7989o 146,7 552,48598 2360 0,9055 𝜎1 𝜎2 1,7915 0,0391 𝛼1 *thông số đầu vào : P1 = 2,4294 (kw) , n = 300 (v/p) , ubr = 3,8895 , T1 = 77335,9 (Nmm) * chọn vật liệu bánh răng: chọn bánh trụ nghiêng trái + bánh nhỏ : - Nhãn hiệu thép : 45 Chế độ nhiệt luyện : cải thiện Độ rắn : HB=192 – 240 ta chọn : HB = 200 Giới hạn bền : 𝜎𝑏 = 750 (MPa) Giới hạn chảy : 𝜎𝑐 = 450 (MPa) + bánh lớn : - Nhãn hiệu thép : 45 Chế độ nhiệt : thường hóa Độ rắn : HB = 170 – 217 ta chọn HB = 180 Giới hạn bền : 𝜎𝑏 = 600 (MPa) Giới hạn chảy : 𝜎𝑐 = 340 (MPa) ứng suất tiếp xúc cho phép : [𝜎𝐻] = [𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚]*KHL/SH (theo công thức 6.1a) Hệ số an tồn tính tiếp xúc : SH = 1,1 (tra bảng 6.2) Bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc : mH = Số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc : NHO = 30*HHB2,4 = 30*2002,4 = 9990638,489 NHE1> NHO1=> lấy NHE1= NHO1=> KHL1= NHE2> NHO2=> lấy NHE2= NHO2=> KHL2= NFE1> NFO1=> lấy NFE1= NFO1=> KFL1= NFE2> NFO2=> lấy NFE2= NFO2=> KFL2= NHO2 = 30*HHB2,4 = 30*1802,4 = 7758455,383 NFO1 = NFO2 = 4*106 Ta có : số lần ăn khớp lần quay: c1 = 20, c2 = 80 Số vòng quay phút : n1 = 300 (v/p) , n2 = 75 (v/p) Tổng số làm việc : t = t1 = t2 = 15000 (h) Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương : NHE1=NFE1= N1= 60c1n1t = 60*300*15000*20 = 54*108 NHE2 = NFE2 = N2 = 60c2n2t = 60*80*15000*75 =54*108 Vậy : KHL1 =1 , KHL2 =1 Tra bảng 6.2 ta có : SH = 1,1 ; SF = 1,75 𝑚𝐻 KFL1= KFL2 = 𝑚𝐻 √ 𝑁𝐹𝑜 = , : KHL 1= 𝑁𝐻𝑜 √1 𝑁𝐹𝑒 = = KHL2 𝑁𝐻𝑒 *thông số :𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2HB+70 = 2*200+70 = 470 (MPa) 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2HB+70 = 2*180+70 =430 (MPa) 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 1,8HB =1,8*200 = 360 (MPa) 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚2 = 1,8HB = 1,8*180 = 324 (MPa) [ 𝜎𝐻1] = 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚1*KHL1/SH = 470*1/1,1 = 427,272 (MPa) [ 𝜎𝐻2] = 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚2*KHL2/SH = 430*1/1,1 = 390,909 (MPa) [ 𝜎𝐹1] = 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1*KFL1*KFC/SH = 360*1*1/1,75 = 205,71 (MPa) [ 𝜎𝐹2] = 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚2*KFL2*KFC/SH = 324*1*1/1,75 = 185,1428(MPa) 427,272+390,909 [ 𝜎𝐻] [ 𝜎𝐻1] +[ = = 409,0905 (MPa) < ( 1,25[ 𝜎𝐻] = = 𝜎𝐻2] 2 390,909*1,25 = 488,636 (MPa) ) [ thỏa mãn] ứng suất tiếp xúc tải : [ 𝜎𝐻]1 max = 2,8𝜎𝑐ℎ = 2,8*450 = 1260 (MPa) [ 𝜎𝐻]2 max = 2,8𝜎𝑐ℎ = 925 (MPa) ứng suất uốn tải : [ 𝜎𝐹1]max = 0,8𝜎𝑐ℎ = 450*0,8 =350 (MPa) [ 𝜎𝐹2]max = 0,8𝜎𝑐ℎ = 0,8*340 = 272 (MPa)  Khoảng cách trục : aw = Ka (u+1) √ 𝑇1∗𝐾ℎ [𝜎𝐻]∗[𝜎𝐻]∗𝑢∗𝜑𝑏 𝑎 = Ka = 43 , 𝜑𝑏𝑎 = 0,3 𝑎𝑤 = 𝑏𝑤 𝜑𝑏𝑑 = 0,5*𝜑𝑏𝑎*(u+1) = 0,5*0,3(3,8895+1) = 0,733425 Theo phương pháp nội suy bảng 6.7 : 𝐾𝐻𝛽 = 1,025  aw = 43*(3,8895+1) √ 77335,9∗1,05 409,0905∗409,0905∗3,8895∗0,3 = 156,92 (mm) Chọn aw =156 (mm) Chọn modun : m = 0,02aw = 0,02*156 = 3,12 Vậy chọn m=3  suy : aw = 𝑚(𝑍1+𝑍2 ) 2𝑐𝑜𝑠(𝛽) Suy : Z1 = 2aw/[m(u+1)] = 2*156/[3(3,8895+1)] = 21,27 Vậy Z1=21, Z2 = 21*3,8895 = 81,6795 suy Z2= 81    tỉ số truyền thực :t = Z2/Z1 = 81/21 = 3,857 sai lệch tỉ số truyền so với yêu cầu : 𝜃 =100 - t/u*100 = 100 – 3,857/3,8895*100 = 0,8355 % góc nghiêng : cos(𝛽) = m(Z1+Z2)/(2aw) = 3(21+81)/(2*156) = 51/52 suy : 𝛽 = 11,25o    𝛼𝑡𝑤 = 𝛼𝑡 = arctan(tan(𝛼)/cos(𝛽)) = arctan(tan(20)/cos(11,25)) = 20,34o 𝛽𝑏 = arctan(cos(𝛼𝑡) ∗ tan(𝛽) độ bền tiếp xúc :𝜎𝐻 =ZM ) = cos(20,34)*tan(11,25) = 10,56o 2𝑇1∗𝐾ℎ(𝑢+1) ZHZ𝜀√ 𝑏𝑤∗𝑑𝑤1∗𝑑𝑤1∗𝑢 theo bảng 6.5 : ZM= 274 hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc : ZH tra bảng 6.12 theo phương pháp nội suy : ZH = 1,7339   Hệ số trùng khớp dọc : 𝜀𝑏 = bwsin( 𝛽)/(m𝜋) = 46,8*sin(11,25)/(3*𝜋) = 0,968 bw = 𝜑𝑏𝑎*aw = 0,3*156 = 46,8 : 𝜀𝑏 = 0,968 < Z𝜀 = √ (4−1,655)(1−0,968) √ 𝜀𝛼 (4−𝜀𝛼)(1−𝜀𝑏) + (𝜀𝑏/𝜀𝛼) = + (0,968/1,655) = 0,781 = [ 1,88 – 3,2(1/Z1+1/Z2)]cos(𝛽) = [ 1,88 – 3,2(1/21+1/81)]cos(11,25) = 1,655  KH = KH𝛽*KH𝛼*KHv = 1,025*1,11206*1,019 = 1,1615 Tra bảng6.7 :hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành : KH𝛽 = 1,025   dw1 = 2aw/(u+1) = 2*156/(3,857+1) = 64 (mm) dw2 = 3,857*dw1 = 3,857*64 = 246,85 (mm) 𝜋∗𝑑𝑤1∗𝑛 vận tốc vòng : v =   60000 = 𝜋∗64∗300 60000 = 1,0053 (m/s) < (m/s) theo phương pháp nội suy bảng 6.14 : suy hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi : KH𝛼 = 1,11206 hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp: KHv = + 𝑣ℎ∗𝑏𝑤𝑑𝑤1 2𝑇1∗𝐾𝐻𝛽∗KH 𝛼 =1 + 1,14575∗64∗46,8 2∗77335,9∗1,025∗1,11206 = 1,019 Hệ số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp : 𝛿𝐻 = 0,002 (tra bảng 6.15)  cấp xác : cấp (bảng 6.13) Hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước bánh : go = 73 ( dựa vào bảng 6.13 kết hợp với vận tốc vòng ) v = 𝛿𝐻*g *v√ 𝑎𝑤 = 0,002*73*1,0053√ H o  : 𝜎𝐻 =ZM 𝑢 156 = 1,14575 (m/s) 2𝑇1∗𝐾ℎ(𝑢+1) ZH Z𝜀√ 𝑏𝑤∗𝑑𝑤1∗𝑑𝑤1∗𝑢= 274*1,7339*0,781√ 2∗77335,9∗1,1615(3,857+1) 46,8∗64∗64∗3,857 xác định xác ứng suất tiếp xúc cho phép : = 398,672 (MPa) [𝜎𝐻] = [𝜎𝐻]*ZR*Zv*KxH = 409,0905*1*1*1 = 409,0905 (MPa) Ta thấy : 𝜎𝐻 < [𝜎𝐻] ( 398,672 < 409,0905 ) bánh đủ bền với ứng suất tiếp xúc    hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc : ZR = ( Ra = 0,32( 𝜇𝑚)) Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vịng : Zv = (vì v = 1,0035