Lời nói đầu Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy Thông qua đồ án môn học Chi tiết má[.]
Lời nói đầu Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí u cầu khơng thể thiếu kỹ sư ngành khí, nhằm cung cấp kiến thức sở máy kết cấu máy Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, sinh viên hệ thống lại kiến thức học nhằm tính tốn thiết kế chi tiết máy theo tiêu chủ yếu khả làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung bệ máy; chọn cấp xác, lắp ghép phương pháp trình bày vẽ, cung cấp nhiều số liệu phương pháp tính, dung sai lắp ghép số liệu tra cứu khác Trong học phần Chi tiết máy, nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, em giao đề tài: “THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI” với hướng dẫn tận tình giảng viên Phạm Thị Hoa.Nhiệm vụ em thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có truyền đai, hộp giảm tốc bánh trụ nghiêng truyền xích Hệ dẫn động động điện thông qua khớp nối, qua truyền đai, hộp giảm tốc truyền xích để truyền động đến băng tải Với khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, có nhiều phần em chưa nắm vững, dù tham khảo tài liệu song thực đồ án, tính tốn khơng thể tránh thiếu sót Em mong góp ý giúp đỡ thầy cô giáo bạn bè Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa, đặc biệt thầy Trần Thế Văn hướng dẫn tận tình cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học Hưng Yên, ngày tháng năm 2021 Sinh viên MỤC LỤC PHẦN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I CHỌN KIỂU ĐỘNG CƠ 1.1.Tính tốn cơng suất 1.2.Xác định sơ số vòng quay đồng 1.3.Chọn động II PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .6 III TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ TRUYỀN Công suất trục .6 Số vòng quay trục Mômen xoắn trục PHẦN II TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI I CƠ SỞ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY ĐAI .9 II THIẾT KỀ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Xác định kiểu tiết diện đai thang Tính tốn thơng số truyền đai (d1, d2, l số dây đai z) 10 Xác định kiểm nghiệm số dây đai 12 Xác định chiều rộng bánh đai 12 Xác định lực truyền 13 PHẦN III TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH 14 I CHỌN LOẠI XÍCH 14 Tính chọn thơng số truyền xích (Z1, Z2, p x) 15 II KIỂM NGHIỆM BỘ TRUYỀN XÍCH VỀ SỐ LẦN VA ĐẬP VÀ ĐỘ BỀN VA ĐẬP 17 Số lần va đập lề xích giây: 17 Kiểm nghiệm xích độ bền va đập: .17 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích: .18 Tính tốn thơng số hình học truyền xích 19 Tính lực tác dụng lên trục: .20 PHẦN IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ 22 I CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG .22 II XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT CHO PHÉP 22 Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] ứng suất uốn cho phép [F] 22 III TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN 25 Xác định khoảng cách trục .25 Xác định thông số ăn khớp .26 Xác định đường kính bánh 27 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 27 Kiểm nghiệm độ bền mỏi uốn 29 Kiểm nghiệm độ bền tải 30 Lực tác dụng truyền bánh trụ nghiêng .30 PHẦN V TÍNH TỐN TRỤC 33 I CHỌN VẬT LIỆU 33 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 33 Xác định sơ đường kính trục .33 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 33 Tính xác đường kính trục theo điều kiện bền .36 CHƯƠNG VI TÍNH TỐN CHỌN THEN 54 I Tính chọn then cho trục I 54 Then lắp bánh đai 54 Then lắp bánh 55 II Tính chọn then trục II .56 Then lắp bánh 56 Then lắp bánh xích 57 CHƯƠNG VII TÍNH TỐN CHỌN Ổ LĂN 59 I Chọn loại ổ cho trục I 59 Kiểm nghiệm khả nẳng tải động ổ 60 Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh 61 II Chọn loại ổ lăn cho trục II .61 Kiểm nghiệm khả nẳng tải động ổ 62 Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh 63 CHƯƠNG VIII TÍNH TỐN VÀ CHỌN CÁC YẾU TỐ CỦA VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 64 I Xác định kích thước vỏ hộp 64 II Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 66 PHẦN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I CHỌN KIỂU ĐỘNG CƠ Chọn kiểu loại động Lực vòng băng tải F ( N) 2250 Vận tốc xích tải v (m/s) 1,3 Đường kính băng tải D (mm) 320 Thời gian phục vụ L (giờ) 20000 t1 (s) t2 (s) 14400 t3 (s) 14400 T1 1.4T T2 1.0T 10 T3 0.7T 11 Số ca làm việc 12 Đặc tính làm việc Nhẹ 13 Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi 450 1.1.Tính tốn cơng suất 1.1.1 Cơng suất làm việc băng tải (cơng suất trục cơng tác trục băng tải) 11Equation Section (Next)Trong : F = 2250 N : Lực kéo băng tải v = 1,3 m/s : vận tốc băng tải Plv= (kW) 1.1.2 Công suất tương đương Từ sơ đồ tải trọng ta có: Mơmen tác dụng lên tải T1=1,4T ; T2 = T ;T3 = 0,7T Thời gian tác động t1 = 5s ; t2 = 14400s ; t3 = 14400s Do thời gian đầu t1 nhỏ nên bỏ qua => Tmax =T Ta có : β= = Ptd= 0,745.2,925 = 2,179 (kW) Theo cơng thức 2.8 trang 19 ta có công suất cần thiết trục động là: P ct = Trong Plv : cơng suất làm việc trục băng tải η : hiệu suất truyền tải Theo cơng thức 2.9 trang 19 ta có: Với : η= ηd ηbr ηx ηd : hiệu suất truyền đai : 0,95-0,96 (để hở) ηbr: hiệu suất truyền bánh trụ : 0,96 – 0,98 (được che kín) ηx : hiệu suất truyền xích : 0,90 – 0.93 (để hở) ηol: hiệu suất truyền ổ lăn :0,99 – 0,995 (được che kín) Để cho thuận tiện việc tính tốn ta nên chọn : ηd = 0,95 ; ηbr = 0,97 ; ηx = 0,92 ; ηol =0,993 Từ công thức => η = 0,95.0,97.0,92.0.9933 = 0,836 Khi cơng suất cần thiết : Pct = (kW) 1.2.Xác định sơ số vòng quay đồng Số vòng quay làm việc băng tải : : D = 320 mm : đường kính băng tải v = 1,3 m/s : vận tốc băng tải nlv = (vòng/phút) Tỉ số truyền sơ hệ thống: Theo bảng 2.4 trang 21 ta có : ud tỉ số truyền truyền đai : 3-5 ubr tỉ số truyền truyền bánh trụ : 3-5 (hộp giảm tốc cấp) ux tỉ số truyền truyền xích : 2-5 Do đường kính bánh đai truyền đai tiêu chuẩn hóa ,nên để tránh cho sai lệch tỉ số truyền không giá trị cho phép (≤ 4%) nên chọn ud theo dãy số sau: 2; 2,24 ; 2,5 ; 2,8 ; 3,15 ; 3,56 ; ; 4,5 ; Chọn tỉ số truyền sau: ud = 3,56 , ubr = , ux = 2,61 usb = ud ubr ux = 3,56 2,6 = 37.166 Theo công thức 2.18 trang 21 ta có : nsb = nlv usb = 77,588.37 = 2870,756 (vòng/phút) 1.3.Chọn động Động phải thỏa mãn điều kiện sau: Pdc ≥ Pct =3,5 (kW) ndc ≈ nsb =2883,666 (vòng /phút) ≤ mômen mở máy Tra bảng P1.3 trang 236 thông số động chọn: Bảng 1.1 Thông số động Kiểu động 4A100S2Y3 Công suất P (kW) Tốc độ quay n (vòng/phút) 2880 Cos φ η% 0,89 86,5 2,2 2,0 II PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Theo công thức 3.23 trang 48 tỉ số truyền hệ thống : uht= = Phân phối tỉ số truyền hệ dẫn động cho truyền Ta có : uht = ud ubr ux Chọn ud = 3,56 ; ubr= => ux = III TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ TRUYỀN Công suất trục Công suất trục động : Pdc = Pct = 3,499 (kW) Công suất trục I (trục chủ động) : PI = Pdc.ηd = 3,499 0,95 = 3,324 (kW) Công suất trục II (trục bị động) :PII = PI.ηbr.ηol = 3,324.0,97.0,993 = 3,202 (kW) Công suất trục làm việc: Plv = PII ηx (kW) =3,202 0,92 = 2,905 Số vòng quay trục Trục động : ndc = 2880 (vòng / phút) Trục I : nI = Trục II : = 808,989 (vòng/phút) nII = Trục làm việc: Mômen xoắn trục (vịng/phút) nlv = (vịng/phút) Ta có : Trục động : 11602,59 (Nmm) Trục I : 39239,35 (Nmm) Trục II : 151196,8 (Nmm) Trục làm việc : Tổng kết : 358021.784 (Nmm) Bảng 1.2: Thông số động lực học hộp Trục Tỉ số truyền Động I II Làm việc 3,499 3,324 3,225 2,905 Thông số ud = 3,56 P(kw) ubr = n(v/p) 2880 808,989 202,247 77,489 ux = 2,61 T(Nmm) 11620,59 39519 151196,8 358021.784 10