Trường ĐHSPKT TP HCM Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy Bộ môn Thiết kế máy TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI HK I, Năm học 2022 – 2023 Đề 06 Phương án 15 Giảng viên môn h[.]
Trường ĐHSPKT TP.HCM Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy Bộ mơn Thiết kế máy TIỂU LUẬN MƠN HỌC NGUN LÝ – CHI TIẾT MÁY TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI HK: I, Năm học: 2022 – 2023 Đề: 06 Phương án: 15 Giảng viên môn học: PGS.TS.Văn Hữu Thịnh Sinh viên thực hiện: Phùng Anh Tuấn MSSV: 21145311 SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Lực kéo băng tải F (N): 7300 (N) Vận tốc vòng bang tải V (m/s): 0,3 (m/s) Đường kính tang D (mm): 300 (mm) Số năm làm việc a (năm): (năm) Số ca làm việc: (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc: 300 ngày/năm Góc nghiêng đường nối tâm truyền @: 30 (độ) Sơ đồ tải trọng hình Khối lượng sinh viên thực hiện: 01 thuyết minh tính tốn gồm: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền Tính tốn thiết kế truyền ngồi HGT Tính tốn thiết kế truyền HGT Tính tốn thiết kế trục HGT PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện F.v 7300 , - Công suất trục công tác P = P= - Cơng suất cần tính Pt = P = 2,19 (kW) Công suất cần thiết trục động P = ❑ P ct - = 10001000 =2 , 19 (kW) P = ❑nt ❑tv ❑x ❑ô 2,19 = 0,995 1.0,82 0,93 =2,92(kW ) Tốc độ quay trục công tác: 60000 v n= - 60000.0,3 π.D = Tỉ số truyền chung sơ n sb=usb n=30.19,09=572.7 π 300 vòng ( =19,09 phút (vòngphút )(2) Chọn động điện phải thỏa điều kiện (1) (2) P đc ≥P ct nđc=nsb=1420 (vòngphút ) T T mm d =1,0 ≤ T T dm Tra phụ lục P1.3 (tt), chọn động điện không đồng ba pha, roto lồng sốc 50Hz loại 4A100S4Y3 có Pđc = (kW); nđc = 1420 (vịng/phút) có Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền chung: n 1420 u= nđc = 19.09 - Chọn tỉ số truyền ux truyền xích 4,45 - Tỉ số truyền trục vít hộp giảm tốc u= h u 74,38 = ux 4.45 =16,71 =74,38 ) - Kiểm tra sai số cho phép tỉ số truyền ut =ux uh=4 , 45 16 , 71=74 36 ∆ u=|ut −u|=|74,36−74,38|=0,02≤ 0,09(Thỏa điều kiện sai số ) Bảng hệ thống số liệu truyền xích Trục Động Thông số u unt = I II uh = 16,71 ux = 4,45 n (v/ph) nđc=1420 n1 =1420 n2 =84 ,98 n3 =21,34 P(kW) T (N.mm) Pm=2 91 P1=2 P2=2 , 37 P3=2 ,19 T m=19570 T 1=19504 T 2=266339 T 3=980061 Trong đó: P3=P=2,19(kW ) P P = P2 ❑ ❑ tv P = m P1 ❑ 2,19 = ❑x❑ô P = =2,37(kW ) 0,93.0,995 2,37 = =2.9(kW ) 0,82.0,995 ô = 2.9 =2.91(kW ) 0,995 ô Momen xoắn T m= 9,55.10 Pm = 9,55.106 2,91 =19570( N mm) nđc1420 T T 1= 9,55 106 P1 = 9,55 106 2,9 =19504(N mm) n11420 2= 9,55.10 III P2 =9,55 106 2,37 =266339( N mm) n284,98 T 3= 9,55.10 n n = n = 6 P3 = 9,55.10 2,19 =980061( N mm) n321,34 đc unt =n =1420 ( đc n1 1420 = uh 16,71 vòng ) phút =84,98( vòng ) phút n = n2 ux = 94.98 4.45 PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI CỦA HGT - Thơng số đầu vào: (kW) +Công suất : Pm=2 , 37 + Số vòngquay : nđc=84,98 ( vòng phút )+Tỉ số truyền : ux=4,45 Chọn loại xích dựa vào điều kiện làm việc Do tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên dùng xích lăn Chọn số sơ đĩa xích Chọn số sơ đĩa xích theo bảng tỉ số truy Z1 =25(răng) Số đĩa xích lớn theo cơng thức: Z2 =u Z1=4,45.25=112(răng ) Z2 ≤ Z2 max=120(răng) Kiểm tra tỉ số truyền xích ¿ ∆ u=¿ ut −u∨ u 100 %=0,02¿ Sai số nhỏ tỉ số truyền cho phép k Xác định bước xích p Cơng suất tính tốn Pt = P.k.kz.kn Z01 25 z= = Z1 k n= n01 =1 25 = 1600 =1,13 n1 1420 =21,34( vòng phút ) Tra bảng 5.6, tra được: k0 = (đường nối hai tâm đĩa xích so với phương nằm ngang ≤ 600 ka = 1: chọn a = (30…50)p kđc = (vị trí trục điều chỉnh đĩa xích) kc = 1,25 (bộ truyền làm việc ca) kđ = (tải trọng tĩnh) kbt = 1,3 ( môi trường làm việc có bụi) k= k0.ka.kđc.kc.kđ kbt = 1,62 Pt = 2,19.1,62.1.1,13= 4,01 (kW) Điều kiện chọn [P], với n01 = 1600 (v/ph) [P] > 4,01 kW Tra bảng 5.5 [P] = 5,95 (kW) > 4,01 (kW) với bước xích p = 12,7 (mm) Trị số bước xích lớn cho phép pmax P P.k.k k t = z n kd 4,01 3.20 =1,25 Theo cơng thức (5.5) chọn dãy xích có bước xích 12,7 (mm) Đường kính đĩa xích dẫn p d1= sin ( 180 = ) 12,7 sin ( Z1 180 =101,33(mm) ) 25 Đường kính đĩa xích bị dẫn p d2= sin ( 180 Z2 = ) 12,7 sin ( 180 =452,82(mm) ) 112 Khoảng cách trục a = 40,15p = 40,15.12,7 = 510 (mm) Theo công thức (5.13) số mắt xích x= a + Z1+Z2 + (Z2−Z )2 p = 2.508+ 25+112 + (112−25)2 12,7 =153,59 p π2 a 12,7 π 508 - Lấy số mắt xích chẵn x = 154 (mắt xích) - Tính khoảng cách trục a theo cơng thức (5.14) a=0,25 p ¿ a=0,25.12,7 ¿ - Để xích khơng chịu lực căng q lớn, giảm a lượng bằng: ∆ a=0,004 a≈ 2(mm ),dođó a=510(mm) Kiểm nghiệm số lần va đập i lề xích giây Theo (5.14) i= Z 1n 25.1420 15 x = 15.154 =15.37 [S] = 13,2: truyền xích đảm bảo độ bền Các thơng số đĩa xích Đường kính vịng chia đĩa xích tính theo cơng thức 5.17 d1= p sin ( 12,7 π ) =sin ( π ) =101,33 mm Lấy d1=101mm Z1 d2= p sin ( 25 12,7 =sin ( π π =452.82 mm Lấy d2=453 mm ) ) Z2 112 Đường kính vịng đỉnh răng: [ [ da 1= p 0,5+ cotg da 2= p 0,5+ cotg ( ( π Z1 π Z2 )] =106,89(mm) )] =458,99(mm) Đường kính vịng chân df 1=d1−2 r=101−2.3,94=93,12(mm) df 2=d2−2 r =453−2.3,94=445,12(mm) Với bán kính đáy r = 0,5025d1 + 0,05 = 3,94 mm, d1 = 7,75 (mm) theo bảng 5.2 Kiểm nghiệm độ bền đĩa xích tiếp xúc theo cơng thức σ H =0,47 √ kr (Ft K đ + Fvđ ) A kđ √ ¿ 0,47 0,42.(72,90 1+3,78 ).2,1 105 39,6.1 =207,68 ≤[σ H] ❑ Với Z1 = 25 ⇒ kr = 0,42, Ft = 72,90 (N), Kđ = (bộ truyền có dãy xích), lực va đập dãy xích: F vd=13.10 E −7 n1 p3=13 10−7 1420 12,73 =3,78 (N ) E=¿2,1.105 MPa, A = 39,6 mm2 (1 dãy xích) (Bảng 5.12) Tra bảng 5.11 chọn vật liệu đĩa xích thép loại vật liệu 45, nhiệt luyện phương pháp cải thiện có [σ H ]=500 ( MPa)đảm bảo độ bền tiếp xúc 9 Xác định lực tác dụng lên trục Theo công thức (5.20) F r=kx Ft =1,15.72,90=83,84 ( N ) Chọn kx = 1,15 truyền nghiêng 300 so với phương ngang Các thông số truyền xích Thơng số Kí hiệu a (mm) Trị số 510 Số đĩa xích dẫn Z1 25 Số đĩa xích bị dẫn Z2 112 Tỉ số truyền Số mắt xích u x 4,45 154 Đường kính vịng chia đĩa xích dẫn d1 (mm) 101 Đường kính vịng chia đĩa xích bị dẫn d2 (mm) 453 Đường kính vịng đỉnh đĩa xích dẫn Đường kính vịng đỉnh đĩa xích bị dẫn da1 (mm) da2 (mm) 106,89 458,99 Đường kính vịng chân đĩa xích dẫn df1 (mm) 93,12 Đường kính vịng chân đĩa xích bị dẫn df2 (mm) 445,12 Bước xích p (mm) 12,7 Khoảng cách trục Số dãy xích PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HGT Thông số đầu vào Chọn Z1 = 2, u = 20 Vận tốc trục vít n1 = 1420 v/ph, T2 = 266339 N.m Tính sơ vận tốc trượt vsb=4,5 10−5 n1 √3 T 2=4,5 10−5 1420 √3 266339=4 , 11( m s) Với vsb < (m/s) dùng đồng không thiếc, cụ thể đồng nhôm – sắt – niken 10-4-4 để chế tạo bánh vít Chọn vật liệu trục vít thép 45, bề mặt đạt độ rắn HRC 45 Xác định ứng suất cho phép Theo bảng 7.1, với bánh vít σ ch=200 10-4-4 đúc li tâm σ b=600 MPa , MPa Theo bảng 7.2 [σ ]H =110 MPa Xác định thông số truyền Z2 =u Z1=20 2=40 Chọn sơ KH = 1,2; ¿ 0,82 Tính sơ q theo công thức thực nghiệm q=0,3 Z2=0,3.40=12 Theo bảng 7.3 chọn q = 12,5 T 2=266339 N m=266339(N mm) Khoảng cách trục: 170 T2KH √ aw=( Z2+ q) ( Z2.[σH] ) q =(40+12,5) w=176,76(mm) lấy aw = 180 (mm) theo tiêu chuẩn Tính modun a aw m= √ ( 266 40.110 ) 2.180 = 2) (q+Z 170 12,5 =6,86 +40 Chọn m theo tiêu chuẩn (b7.3) m = - Hệ số dịch chỉnh x= σ (am )−0,5.(q+ Z )=1807 −0,5.(20+60)=−0,54 w Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc H = 170 √ ( z+ q ) T K H =170 z2awq4018012,5 √ ( 40+12,5 ) 266339.1,2 =107.05 MPa