Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 35 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
35
Dung lượng
0,95 MB
Nội dung
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 1
Trường Đại học Bách Khoa tp.hcm
Khoa cơ khí
Bộ môn chế tạo máyBàitậplớn:
Chi tiếtmáy
Đề số 2, Phươngán13
Thiết kếhệthốngdẫnđộngbăngtải
Hệthốngdẫnbăngtải gồm:
1-Động cơ điện:2-Nối trục đàn hồi:3-Hộp giảm tốc bánh răng trụ; 4-Bộ truyền
xích ống con lăn; 5-Bộ phận công tác –Băng tải.
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên băng tải,F(N): 8000
Vận tốc băng tải,v(m/s): 2.55
Đường kính tang dẫn của băng tải, D(mm):315
Thời gian phục vụ, L(năm): 5
Quay một chiều,làm việc hai ca,tải va đạp nhẹ,(1 năm làm việc 300
ngày,1 ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T
1
=T ; T
2
= 0.7T
t
1
=12 (giây): t
2
=36(giây)
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 2
BÀI TẬP 1: Chọn động cơ điện,phân phối tỉ số truyền.
A : Chọn động cơ điện:
a.Chọn hiệu suất của hệthống
Hiệu suất chung của hệ thống:
Trong đó:
0.99
k
:Hiệu suất khớp nối đàn hồi
0.97
br
:Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
0.99
ol
:Hiệu suất 1 cặp bộ lăn
0.93
x
:Hiệu suất bộ truyền xích.
Ta được:
3
0,99 0,97 0,99 0,93 0,867
b.Tính công suất tính toán:
- Công suất tính toán:
22
12
12
ax
12
22
12
12
12
22
.
1000
0,7
.12 .36
8000.2,55
16,031( )
1000 12 36
t td m
TT
tt
TT
P
tt
TT
tt
Fv
TT
tt
TT
TT
kW
3
. . .
k br ol x
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 3
-Công suất cần thiết trên trục động cơ:
16,031
18,5( )
0.867
t
ct
kW
c.Xác định số vòng quay sơ bộ:
-Số vòng quay của trục công tác là:
.60000
2,55.60000
154,608( òng / út)
.315
bt
lv bt
v
n n v ph
D
-Tỉ số truyền:
Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng côn 1 cấp:
3
h
u
Chọn ti số truyền cuả bộ truyền động xích:
3
x
u
. 3 3 9
t h x
u u u
Số vòng quay sơ bộ bằngđộng cơ:
154,608 9 1391,472( òng / út)
sb lv t
n n n v ph
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
1500( òng/ út)
db
n v ph
d.Chọn động cơ điện:
Theo bảng P1.3,Phụ lục sách “Tính toán thiếtkếhệdẫnđộng cơ khí tập một” với
18,5
ct
và
1500( òng/ út)
db
n v ph
Vậy ta dung động cơ: 4A180M4Y3
30( ), 1470( òng / út), os 0.9, 0.91, 1,4
K
dc dc
dn
T
kW n v ph c
T
B.Phân phối tỉ số truyền.
Tỉ số truyền của hệthốngdẫn động:
1470
9,51
154,608
dc
ch
lv
n
u
n
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 4
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc là:
3
h
u
(chọn)
Chọn tỉ số truyền cho bộ truyền xích;
9,51
3,16
3
x
u
C. Lập bảng đặc tính
Tính toán công suốt trên các trục:
P
dc
=30(kw)
3
.
8000.2,55
20,4( )
1000 1000
t
Fv
P kW
3
2
20,4
22,16
0,93.0,99
x ol
P
P
2
1
22,16
23,08( )
. 0,99.0,97
ol br
P
P kW
Số vòng quay.
n
1
=n
dc
=1470(vòng/phút)
2
1470
490( òng / út)
3
dc
h
n
n v ph
u
2
3
490
155( òng / út)
3,16
x
n
n v ph
n
Động cơ
Trục I
Trục II
Trục III
Công suất kW
30
23,08
22,16
20,4
Tỉ số truyền
1
3
3.16
Số vòng quay n
(vòng/phút)
1470
1470
490
155
Moment xoắn T
(Nmm)
194897,96
154619,05
431893,88
1256903,22
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 5
BÀI TẬP 2:Thiêt kế bộ truyền xích ống con lăn.
A.Thông số ban đầu.
Công suất: P =22,16(kW)
Số vòng quay bánh dẫn: n=490 (vòng/phút)
Tỷ số truyền: u=3,16
Điều kiện làm việc: Quay một chiều,làm việc hai ca,tải va dập nhẹ,bôi trơn định kì.
B.Tính toán thiết kế:
Chọn loại xích: dùng loại xích con lăn.
Xác định thôngsố của xích và bộ truyền:
-Với u=3,16 chọn số răng đĩa nhỏ:
Z
1
=29-2u=29- 2.3,16 = 22,68 vậy chọn Z
1
= 23(răng)
Chọn số răng đĩa bị dẫn là:
Z
2
= Z
1
. u = 23 . 3,16 =72,68 .Vậy chọn Z
2
= 73 (răng)
Hệsố điều kiện sử dụng xích: K
Hệ số: K= K
r
.K
a
.K
0
.K
dc
.K
b
.K
lv
K
r
= 1,3 : Hệsốtảiđộngtải trọng va đập.
K
a
= 1 : Hệsố ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích.
K
0
= 1,25 :Hệ số xét ảnh hưởng của vị trí bộ truyền>.
K
dc
=1 :Hệ số xét ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích.
K
b
=1,5 :Hệ số xét điều kiện bôi trơn( định kì)
K
lv
= 1,12 :Hệ số xét đến chế độ làm việc(2 ca).
K=1,3 x1x1,25x1x1,5 x1,12 = 2,73
Chọn n
01
> n
1
, vậy chọn n
01
= 600.
-Hệ số vòng quay trục dẫn:
01
1
600
1,22
490
n
n
K
n
-Hệ số răng bánh dẫn xích:
01
11
25 25
1,09
23
z
Z
K
ZZ
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 6
-Chọn xích một dãy nên K
x
=1
Công suất tính toán:
2,73 1,09 1,22
. 22,16 80,45( )
1
zn
t
x
K K K
P P kW
K
Theo bảng 5.5 sách “Tính toán thiếtkếhệdẫnđộng cơ khí tập một” và theo cột
n
01
=600 ta chọn bước xích.
p
c=
44,45 và
0
17,5p
tra bảng 5.3
Kiểm tra bước xích
1
3
3
1 0 1
.
22,16 2,73
600 600 40,46
. . . 23 490 17,5 1
c
x
PK
p
Z p K n
(thỏa)
Vậy bước xích vừa chọn thỏa. p
c
= 44,45(mm)
Tính toán các công thức
Vận tốc trung bình:
1
490 44,45 23
8,35( / )
60000 60000
c
np Z
v m s
Lực vòng có ích:
1000 1000 22,16
2653,9( )
8,35
t
P
FN
v
Chọn khoảng cách trục sơ bộ:
(30:50)
c
ap
Chọn a=40p
c
=40 x 44,45=1778 (mm)
Số mắt xích:
2
21
12
2
2
2
( ) .
2
24
2 1778 23 73 (73 23) 44,45
44,45 2 4 1778
129,58
c
c
Z Z p
ZZ
a
X
pa
Chọn số mắt xích chẵn X = 130, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13 sách
“Tính toán thiếtkếhệdẫnđộng cơ khí tập một”)
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 7
2
2
21
2 1 2 1
2
2
0,25 0,5( ) 0,5( ) 2( )
73 23
0,25 44,45 130 0,5(73 23) (130 0,5(73 23)) 2( )
1787( )
c c c
ZZ
a p X Z Z X Z Z
mm
Để xích không chụi lực căng quá lớn,giảm a một lượng bằng
0,003. 5( )a a mm
Do đó khoảng cách trục: a= 1782 (mm)
Chiều dài xích
L= p
c
x X= 44,45 x 130 = 5778,5 (mm)
Số lần va đập của xích trong 1s:
11
.
23 490
5,8 15
15 15 130
Zn
ii
X
Kiểm tra xích về độ bền:
10v
Q
s
F F F
Theo bảng 5.2 tải trọng phá hỏng Q=172,4(kN) , q= 7,5 kg
F
1
=F
t
= 2653,9(N)
Lực căng do lực li tâm gây ra là: F
v
= q.v
2
= 7,5 x 8,35
2
=522,9(N)
Lực căng ban đầu: F
0
=9,81.k
t
qa=9,81x1x7,5x1,782=131,11(N)
Lực tác dụng lên trục: F
r
= k
x
.F
t
= 1,05x 2653,9=2786,6 (N)
172,4 1000
52,12
2653,9 522,9 131,11
s
Theo bảng 5.10 với n=600(vòng/phút)
14s
.Vậy s > [s] : bộ truyền xích
đảm bảo đủ bền.
Đường kính đĩa xích: Theo công thức (5.17) và bảng 13.4
1
1
11
44,45
326,44( )
sin( / ) sin( / 23)
0,7 326,44 0,7 44,45 357,56( )
ac
p
d mm
Z
d d p mm
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 8
2
2
22
44,45
1033,17( )
sin( / ) sin( / 73)
0,7 1064,3( )
ac
p
d mm
Z
d d p mm
Thôngsố của bộ truyền xích:
P=22,16(kN)
u= 3,16
p
c
=44,45
Z
1
=23(răng)
Z
2
=73(răng)
a=1782(mm)
L=5778,5(mm)
d
1
=326,44(mm)
d
a1
=357,56(mm)
d
2
=1033,17(mm)
d
a2
=1064,3(mm)
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 9
BÀI TẬP 3:Thiêt kế bộ truyền bánh răng trụ.
Các thôngsố kĩ thuật :
T
1
= 154619,05mm
n = 1470 vòng/phút
u = 3
1. Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn:
Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13 ta có:
Đối với bánh dẫn:
HB
1
= 250
σ
OHlim1
= 2HB
1
+ 70 = 2*250 + 70 = 570 Mpa
s
H1
= 1.1
σ
OFlim1
= 1.8HB
1
=1.8*250 = 450 Mpa
s
F1
= 1.75
Đối với bánh bị dẫn:
HB
2
= 228
σ
OHlim2
= 2HB
2
+ 70 = 2x228 + 70 = 526 Mpa
s
H2
= 1.1
σ
OFlim2
= 1.8HB
2
=1.8x228 = 410.4 Mpa
s
F2
= 1.75
2. Xác định sơ bộ ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ
H
] và ứng suất uốn cho phép
[σ
F
]:
a. Số chu kì làm việc cơ sở:
N
HO1
= 30
1
2.4
= 30x 250
2.4
= 1.71x10
7
chu kì
N
HO2
= 30
2
2.4
= 30x228
2.4
= 1.37x10
7
chu kì
N
FO1
= N
FO2
= 5x10
6
chu kì
b. Số chu kì làm việc tương đương:
Số lần ăn khớp của răng 1 vòng quay: c=1
Tuổi thọ: L
h
= 5x300x8 = 12000 giờ
m
H
= 6
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 10
N
HE1
= 60c
(
)
3
n
i
t
i
=
= 60x1 x
3
x
12
12+36
+
0.7
3
36
12+36
x12000x1470=
= 536873400 chu kì
N
HE2
=
1
=
536873400
3
= 178957800 chu kì
N
FE1
= 60c
(
)
6
n
i
t
i
=
= 60x1x
6
x
12
12+36
+
0,7
6
x
36
12+36
x 12000x1470
= 357989776 chu kì
N
FE2
=
1
=
357989776
3
= 119329925 chu kì
c. Hệsố tuổi thọ:
Do N
HE1
> N
HO1
,N
HE2
> N
HO2
,N
FE1
> N
FO1
,N
FE2
> N
FO2
nên chọn K
HL1
= K
HL2
= K
FL1
= K
FL2
= 1
d. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
[σ
H1
] = σ
OHlim1
0.9
1
1
= 570x
0.9x1
1.1
= 466.36 Mpa
[σ
H2
] = σ
Ohlim2
0.9
2
2
= 526x
0.9x1
1.1
= 430.36 MPa
[...]... 7,8>[s]=(1,5 2,5 ) 10 Kết cấu trục I THIẾTKẾ TRỤC II 1 Chon vật liệu: 11 Chọn thép 45, có σb= 600Mpa, [σF]]-1= 50Mpa 2 Chon kích thước chi u dài trục: d 3 T / (0, 2 ) 33,8mm Chon theo sơ bộ theo tiêu chuẩn d21=36mm và d22=40mm d23=42mm d24=40mm Theo bảng 10.2” sách tính toán thiết kếhệthốngdẫnđộng cơ khí” và công thức 10.10,10.11,10.12 ta co kích thươc chi u dài trục như sau: L13=220 mm l11=78mm... đảm bảo MSSV: 21002003 Page 13 SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU 13 Xác định số răng tương đương: 13. 2 13, 2 YF1 = 3.47+ 𝑧 = 3,47+ 26 = 3,97 𝑣1 YF2 = 3.47+ 13. 2 𝑧 𝑣2 = 3,47+ 13, 2 78 =3,64 Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng(độ bền uốn): 𝜎 𝐹1 𝑌 𝐹1 𝜎 𝐹2 𝑌 𝐹2 = = 257,14 3,97 234 ,51 3,64 = 64,77 = 64,42 Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn có độ bền thấp hơn 14 Tính toán giá trị ứng suất uốn tại... 154619 ,05 2×9253,8 𝑏.𝑡.(𝑑−𝑡)2 2𝑑 Kσ=1,76 = 8,4 =9253,8 Kτ=1,54 Chọn hệsố gia công bề mặt: β = 1.7 Theo bảng 10.7 sách Tính Toán HệThốngDẫnĐộng Cơ Khí 1 của Trịnh Chất, ta có : = 0,05 = 0 mj 0 mj aj Vậy s = 𝑠 𝜎 𝑠 𝜏 𝑠 2 +𝑠 2 𝜎 𝜏 = 4,32 13, 5 4,32 2 +13, 52 aj max aj max aj 2 Mj Wj Tj 2.W0 j = 4,11>[s]=(1,5 2,5 ) Tại mặt cắt 1-3: Tương tự như mặt cắt 1-3 ta tính được 𝑠 𝜎=... 154619 ,05 2×9253,8 𝑏.𝑡.(𝑑−𝑡)2 2𝑑 Kσ=1,76 = 5,7 =135 69,3 Kτ=1,54 Chọn hệsố gia công bề mặt: β = 1.7 Theo bảng 10.7 sách Tính Toán HệThốngDẫnĐộng Cơ Khí 1 của Trịnh Chất, ta có : = 0,05 = 0 mj 0 mj aj 𝑠 𝜎 𝑠 𝜏 Vậy s = 𝑠 2 +𝑠 2 𝜎 𝜏 6,35×19,9 = 6,35 2 +19,92 aj max aj max aj 2 Mj Wj Tj 2.W0 j = 6,05>[s]=(1,5 2,5 ) Tạitiết diện 2-2: 𝑠 𝜎= 𝜎−1 𝐾𝜎 𝜎𝑎 +𝜓 𝜎 𝜀 𝜎 𝛽 𝑠𝜏 = 𝜏 −1... Q=(0,41×1×1183,8+0,87×2566,8)×1×1=2718,5N =2,7 185 kN Do QA QB nên ta tính cho ổ tại A Chọn ổ bi nên m=3 Tải trong thay đổi nên: QAE 3 (Q L ) Q L 3 i i B 3 13 i 12 36 0, 73 0, 798QA 3, 74kN 48 48 Tuổi thọ ổ tính theo trieu vòng: L 60nLh 60 490 12000 3 52,8 106 106 Vậy L= 3 52,8 triệu vòng: Hệsố khả năng tải động: Cd QBE m L 3,74 3 3 52,8 26, 4kN Ta có C=28,9>Cd= 22,1 1kN.Vậy ổ : 46208 chọn là phù hợp Vậy ta chọn: ổ lăn... 3,64×24,7 3,64 2 +24,72 = 3,6>[s]=(1,5 2,5 ) Kết cấu trục II: BÀITẬP 5:Thiêt kế 2 cặp ổ lăn trong hộp giảm tốc: 1 Thiếtkế ổ trên trục I: Số liệu: d=35mm , n=1470 , - Lực hướng tâm tác dụng lên ổ A là: FrA FAx 2 FAy 2 2273, 22 988,32 2478, 7 N - Lực hướng tâm tác dụng lên ổ B: FrB FBx 2 FBy 2 10932 454, 72 1183,8 N Lực dọc trục hướng vào ổ B.Lập tỉ số Fa 881 0, 74 0,3 FrB 1183,8... tạitiết diện nguy hiểm: Tiết diện nguy hiểm ở mặt cắt 1-1 tại vị trí đặt bánh răng trụ ngiêng: 2 2 M td M X M Y 0, 75T 2 1 6139 7, 22 70169,32 0, 75 154619, 052 221140, 4 Nmm 7 Tính tiết diện tại mặt cắt nguy hiểm: Ký hiệu 1-2 là trục 1 tiết diện thứ 2 tính tử tái qua phải: d12 3 M td 221140, 4 3 35,36mm 0,1[ F ]1 0,1 50 Do tạitiết diện nguy hiểm có rãnh then bang nên tăng tiết. .. (8 5) 9 Tính kiểm nhiệm trục theo độ bền mỏi: Tạitiết diện 2-3 s= Trong đó: 𝑠 𝜎= 𝑠𝜏 = 𝑠 𝜎 𝑠 𝜏 𝑠 2 +𝑠 2 𝜎 𝜏 𝜎−1 𝐾𝜎 𝜎𝑎 +𝜓 𝜎 𝜀 𝜎 𝛽 𝜎𝑚 𝜏 −1 𝐾𝜏𝜏𝑎 +𝜓 𝜏 𝜀 𝜏 𝛽 𝜏𝑚 ≥ [s] =6,35 =19,9 Chọn hệsốan toàn [s]=2.5 để kiểm nghiệm trục theo hệsốan toàn và theo độ cứng Với số liệu tra bảng và tính như sau; σ-1=0,436σb=0,436x600=216,6 𝜏−1 =0,22 σb=0,22x600 =132 εσ=0,85 ετ=0,78 MSSV: 21002003 Page 25 SVTH: BÙI NGỌC... 2×154619 ,05×cos 12,8 4 3×26 = 3865 N MSSV: 21002003 Page 12 SVTH: BÙI NGỌC NAM 𝐹𝑡1 Fn1 = 𝑐𝑜𝑠 ∝𝑐𝑜𝑠𝛽 GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU 3865 = 𝑐𝑜𝑠 20×𝑐𝑜𝑠 12.84 = 4219 N Fa1 = Ft1 tgβ = 3865xtg12.84 = 881N 𝐹𝑡1 𝑡𝑔 20 Fr1 = 𝑐𝑜𝑠𝛽 = 3865𝑡𝑔 20 = 1443N 𝑐𝑜𝑠 12,8 4 11 Chọn hệsốtải trọng động KHV và KFV : Ta có cấp chính xác là 8 và vận tốc v=6,16m/s Tra bảng 6.6 chọn KHV = 1,19 KFV = 1,38 12 Xác đinh ứng suất tính toán σH trên vùng . tạo máy
Bài tập lớn:
Chi tiết máy
Đề số 2, Phương án 13
Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải
Hệ thống dẫn băng tải gồm:
1 -Động. (răng)
Hệ số điều kiện sử dụng xích: K
Hệ số: K= K
r
.K
a
.K
0
.K
dc
.K
b
.K
lv
K
r
= 1,3 : Hệ số tải động tải trọng va đập.
K
a
= 1 : Hệ số ảnh