TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP HCM Khoa Cô Khí Boä moân THIEÁT KEÁ MAÙY BAØI TAÄP LÔÙN NGUYÊN LÝ VÀ CHI TIẾT MÁY Bài tập lớn số 1 Sinh viên thực hiện Hoàng Thu Thảo 91303701 ĐỀ TÀI Đề số 5 THIẾT KẾ H[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY BÀI TẬP LỚN NGUN LÝ VÀ CHI TIẾT MÁY Bài tập lớn số Sinh viên thực hiện: Hoàng Thu Thảo 91303701 ĐỀ TÀI Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: Trục Trục Hệ thống dẫn động băng tải bao gồm 1-Động điện pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh nón cấp; tải Số liệu thiết kế: 4- Nối trục đàn hồi; 5- Băng Công suất trục băng tải, P(KW) Số vòng quay trục tang 152 dẫn, n(v/ph) Thời gian phục vụ, L(năm) Chế độ tải t1, giây 37 t2, giây 48 T1 T T2 0.9T Tính chọn động điện 1.1 Chọn hiệu suất hệ thống Hiệu suất truyền động: ¿❑kn ×❑đ ×❑brnon ×❑2ol Trong đó: kn = : hiệu suất khớp nối đ = 0.96 : hiệu suất truyền đai thang brnon = 0.97 : hiệu suất truyền bánh nón thẳng ol = 0.99 : hiệu suất ổ lăn = ×0.96 × 0.97× 0.992=0.91 1.2 Tính cơng suất tương đương (cơng suất tính tốn) Ptđ =P× √ n ∑ i=1 ( ) Ti t i T n ∑ ti i=1 √ 12 ×37 +0.92 × 48 =6 × =5.67 kW 37+48 1.3 Chọn động điện, bảng thông số động điện Công suất cần thiết: Pct = Ptđ 5.67 = =6.23 kW (1) η 0.91 Chọn động điện thỏa { Pđc ≥ P ct nđc ≈ n sb 1.4 Xác định số vòng quay sơ Tỷ số truyền chung hệ: uch =uhgt ×uđ ×unt Trong đó: uhgt = 3.2 : tỷ số truyền hộp giảm tốc, chọn theo tiêu chuẩn uđ = unt = : tỷ số truyền truyền đai ngồi uch = 3.2 ×3=9.6 Số vịng quay sơ động cơ: n sb =uch ×n lv = 9.6 × 152=1459 (vịng/phút) (2) Chọn động điện : từ (1) (2) Kiểu động Công suất (kW) Vận tốc quay (Vòng/phút) Cosφ η% T max T dn Tk T dn 4A132S4Y3 7.5 1455 0.86 87.5 2.2 2.0 2.Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền thực sự: uch = nđc 1455 = =9.57 nlv 152 Chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn: chọn uhgt = 3.2 Tỷ số truyền đai thang tính lại: uđ = uch 9.57 = =2.99 uhgt 3.2 Lập bảng đặc tính 3.1 Tính tốn cơng suất trục P II = P = =6.06 kW ηkn × ηol ×0.99 P I= PII 6.06 =6.3 kW = ηbrnon ×ηol 0.97 ×0.99 Trục động cơ: Pđc = PI 6.3 = =6.6 k W < 7.5 kW ( hợp lý) ηđ ×❑ol 0.96× 0.99 3.2 Tính số vịng quay trục nI= nđc 1455 = =486.62 vòng / phút uđ 2.99 3.3 Tính momen xoắn trục n II = n I 486.62 = =152.06 vòng/ phút uhgt 3.2 T I =9.55 ×10 × T II =9.55 ×106 × T đc =9.55 ×10 × PI 6.3 =9.55 × 10 × =123,639 ( N mm ) nI 486.62 PII 6.06 =9.55 ×106 × =380,593 ( N mm ) n II 152.06 Pđc 6.6 =9.55 × 10 × =43,319.6 ( N mm ) n đc 1455 P 6 T tải=9.55× 10 × =9.55× 10 × =376,973.68 ( N mm ) n 152 3.4 Bảng đặc tính động Động I II Tải 6.6 6.3 6.06 486.62 152.06 P (kW) n (vòng/ phút) u T (N.mm) 1455 uđ = 2.99 43,319.6 uhgt = 3.2 123,639 380,593 Thiết kế truyền đai thang Thông số kỹ thuật để thiết kế truyền đai thang Công suất truyền: P1 = 6.6 kW Tỷ số truyền u = 2.99 Số vòng quay trục dẫn n1 = 1455 (vòng/phút) Chọn loại đai Chọn loại đai dựa vào cơng suất số vịng quay theo đồ thị sau: 152 ukn = 376,973.68 Theo hình ta chọn loại đai B 1 = 14, h = 10.5, a = 17, h0 = 4.1, A = 138, Theo bảng 4.13 chọn đường kính đai nhỏ theo tiêu chuẩn d1 = 160 mm Vận tốc đai: v= π d n1 10 = π ×160 ×1455 =12.2 (m/s) 6.10 Đường kính bánh đai lớn Chọn ξ = 0.02 d 2=u × d ( 1−ξ )=2.99 ×160 ( 1−0.02 )=468.832 mmTheo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn, chọn d2 = 500 mm Tỷ số truyền thực tế utt = d2 500 = =3.19 d1 (1−ξ) 160(1−0.02) Sai lệch so với giá trị ban đầu ∆ u= |utt−u| u ×100= |3.19−2.99| 2.99 ×100=6.68 % Chọn sơ khoảng cách trục a d2 = 500 mm Chiều dài đai theo khoảng cách trục a 2 π ( d 2+ d ) ( d 2−d 1) π ( 500+160 ) ( 500−160 ) = 500+ + =2094 L=2 a+ + 500 4a - Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn L = 2120 mm Kiểm nghiệm số vòng chạy giây v 12.2 −1 i= = =5.75 s < 10, thỏa L 2.12 Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L = 2120 √ 2 L−π (d 1+ d 2)+ [2 L−π ( d 2+ d 1) ] −8(d 2−d 1)2 a= = 2× 2120−π ( 160+500 ) + √ [2× 2120−π ( 500+160 ) ] −8(500−160)2 = 513 mm Góc ơm đai bánh đai nhỏ α 1=180 −57 d 2−d 0 500−160 =180 −57 =142 =2.48 rad a 513 Các hệ số sử dụng Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai C α =1.24(1−e −α 1/ 110 )=1.24( 1−e Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc −142/ 110 )=0.9 C v =1−0.05(0.01 v −1)=1−0.05(0.01 ×12.2−1)=1.04 Theo bảng 4.17 hệ số xét tới ảnh hưởng tỷ số truyền C u=1.14 u = 2.99 > 2.5 Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai C z ta chọn sơ Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng Cr = 0.85 Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai √ √ C L= L 2120 = =0.99 L0 2240 Theo đồ thị ta chọn [Po] = 3.8 kW d1 = 160 mm đai loại B Số đai xác định theo công thức: z≥ P1 [ P0 ] C α C u C L C z C r C v = 6.6 =2.05 3.8 × 0.9× 1.14 ×0.99 ×1 ×0.85 × 0.98 Chọn số đai z = Cz = 0.95 Ta kiểm nghiệm lại z 1.5 Do ta chọn z = 3, thỏa Định kích thước chủ yếu đai Chiều rộng bánh đai B=( z−1 ) e +2 f =( 2−1 ) ×19+2 ×12.5=44 mm Đường kính ngồi d n 1=d1 +2 h0 =160+2× 4.1=168.2 mm d n 2=d2 +2 h0 =500+2× 4.1=508.2mm Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng đai F 0=σ A=1.5× 138=207 N Lực tác dụng lên trục F=3 F0 z sin α1 142° =3× 207 ×2 ×sin =¿ 1174 N ¿ 2 Ứng suất lớn dây đai σ max=σ +σ v + σ u 1=σ 0+ 0.5 σ t + σ v +σ u1 = σt× e fα e fα−1 + σ v +σ u = 1000 P1 e fα −6 y × fα + ρ v × 10 + E vA d1 e −1 = 1000× 6.6 e −6 ×4 × 12.5 ×2.48 ×1200 ×12.2 ×10 + ×100 12.2× 138 e 160 −1 = 5.7 Mpa 12.5 ×2.48 Tuổi thọ đai ( ) σr σ max m ( ) 10 5.7 Lh= = =9,580.9( ) 2× 3600× i 2× 3600× 5.6 10 (với m số đường cong mỏi; σ r giới hạn mỏi đai) Bảng thơng số truyền đai Thơng số Kí hiệu Giá trị Loại đai B Đường kính bánh đai nhỏ d1 160 mm Đường kính bánh đai lớn d2 500 mm Chiều rộng bánh đai B 44 mm Chiều dài đai L 2120 mm Khoảng cách trục a 513 mm Góc ơm bánh đai nhỏ 1 2.48 rad Lực căng ban đầu F0 207 N Lực tác dụng lên trục F 1174 N Tuổi thọ đai Lh 9,580.9 ... uhgt 3.2 T I =9 .55 ×10 × T II =9 .55 ×106 × T đc =9 .55 ×10 × PI 6.3 =9 .55 × 10 × =123,639 ( N mm ) nI 486.62 PII 6.06 =9 .55 ×106 × =380 ,59 3 ( N mm ) n II 152 .06 Pđc 6.6 =9 .55 × 10 × =43,319.6... N mm ) n đc 1 455 P 6 T tải=9 .55 × 10 × =9 .55 × 10 × =376,973.68 ( N mm ) n 152 3.4 Bảng đặc tính động Động I II Tải 6.6 6.3 6.06 486.62 152 .06 P (kW) n (vòng/ phút) u T (N.mm) 1 455 uđ = 2.99 43,319.6... 2120−π ( 160 +50 0 ) + √ [2× 2120−π ( 50 0+160 ) ] −8 (50 0−160)2 = 51 3 mm Góc ơm đai bánh đai nhỏ α 1=180 ? ?57 d 2−d 0 50 0−160 =180 ? ?57 =142 =2.48 rad a 51 3 Các hệ số sử dụng Hệ số xét đến ảnh