h 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 ngồi @: 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 h Tính tốn thiết kế trục HGT PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện F v 7300 , = =2 , 19 (kW) 1000 1000 - Công suất trục công tác P = P= - Cơng suất cần tính Pt = P = 2,19 (kW) Công suất cần thiết trục động Pct = - Tốc độ quay trục công tác: n= - P P 2,19 = = =2,92(kW ) ❑ ❑ ❑ ❑ ❑3 1.0,82 0,93 0,9953 nt tv x ( 60000 v 60000.0,3 vịng = =19,09 π D π 300 phút ) Tỉ số truyền chung sơ n sb =usb n=30.19,09=572.7 (2) ( vòng phút ) Chọn động điện phải thỏa điều kiện (1) (2) Pđc ≥ Pct n đc=nsb=1420 ( vòng phút ) T mm Td =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: u= n đc 1420 = =74,38 n 19.09 - Chọn tỉ số truyền ux truyền xích 4,45 - Tỉ số truyền trục vít hộp giảm tốc uh = u 74,38 = =16,71 u x 4.45 h T kd =2 T dd - Kiểm tra sai số cho phép tỉ số truyền ut =u x 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 Thơng số Trục Động u I unt = II uh = 16,71 n đc=1420 n1 =1420 n2 =84 ,98 n3 =21,34 P(kW) Pm=2 91 P1=2 P2=2 , 37 P3=2 , 19 T (N.mm) T m=19570 T 1=19504 T 2=266339 T 3=980061 P3=P=2,19(kW ) P2= P 2,19 = =2,37(kW ) ❑ x ❑ô 0,93.0,995 P1= P2 2,37 = =2.9(kW ) ❑tv ❑ô 0,82.0,995 P1 2.9 = =2.91(kW ) ❑ô 0,995 Momen xoắn T m= 9,55.10 Pm 9,55.10 2,91 = =19570( N mm) nđc 1420 9,55.10 P1 9,55 106 2,9 T 1= = =19504(N mm) n1 1420 T 2= ux = 4,45 n (v/ph) Trong đó: P m= III 9,55.106 P2 9,55 106 2,37 = =266339( N mm) n2 84,98 h 9,55.10 P3 9,55.106 2,19 T 3= = =980061( N mm) n3 21,34 n1 = n đc vòng =n đc=1420 ( ) unt phút n2 = n 1420 vòng = =84,98( ) u h 16,71 phút n3 = n2 94.98 vòng = =21,34( ) u x 4.45 phút PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI CỦA HGT - Thơng số đầu vào: +Cơng suất : P m=2 , 37 (kW) + Số vòng quay : nđc =84,98 ( vòng )+Tỉ số truyền :u x =4,45 phút 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 Z 1=4,45.25=112 ( ) Z2 ≤ Z max =120(răng) Kiểm tra tỉ số truyền xích ∆ u=¿ ut −u∨ ¿ 100 %=0,02¿ u Sai số nhỏ tỉ số truyền cho phép Xác định bước xích p Cơng suất tính tốn Pt = P.k.kz.kn k z= Z 01 25 = =1 Z 25 k n= n01 1600 = =1,13 n1 1420 h 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 Pt P k k z kn = < [ P] kd kd ❑ kd > ⇒ 4,01 =1,25 3.20 Theo công thức (5.5) chọn dãy xích có bước xích 12,7 (mm) Đường kính đĩa xích dẫn d 1= p 12,7 = =101,33(mm) 180 180 sin ( ) sin ( ) Z1 25 Đường kính đĩa xích bị dẫn d 2= p 12,7 = =452,82(mm) 180 180 sin ( ) sin ( ) Z2 112 Khoảng cách trục a = 40,15p = 40,15.12,7 = 510 (mm) Theo công thức (5.13) số mắt xích 2 a Z1 + Z ( Z 2−Z ) p 2.508 25+112 (112−25) 12,7 x= + + = + + =153,59 2 p 12,7 π a π 508 h - Lấy số mắt xích chẵn x = 154 (mắt xích) - Tính khoảng cách trục a theo công 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 ≈ ( mm ) , a=510(mm) Kiểm nghiệm số lần va đập i lề xích giây Theo (5.14) i= Z n1 25.1420 = =15.37 < [ i ]=35 15 x 15.154 Theo bảng (5.9) ta có [i] = 35 Tính tốn kiểm nghiệm xích độ bền Theo (5.6) S= Q k đ F t + F 0+ F v Theo bảng 5.2, tải trọng phá hỏng Q = kW, khối lượng 1m xích q = 0,3 kg, kđ = v= Z n p 25 1420.12,7 m = =7,51( ) 60000 60000 s Lực vòng: Ft = 1000 P 1000.2,19 = =72,90( N ) 4v 4.7,51 2 F v =q v =0,3.7,51 =16,92( N ) kđ = (tải trọng tĩnh) F 0=9,81 k f q a=9,81.4 0,3 0,510=6 ( N ) kf = (góc nghiêng so với phương ngang < 40o) Hệ số an toàn h S= 10 =93,93 1.72,90+6+ 16,92 Theo bảng 5.10 với p = 12,7; n1 = 1420v/ph nên [S]=13,2 Vậy S = 93,93 > [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 d 1= d 2= p 12,7 =101,33 mm Lấy d 1=101mm π π sin ( ) sin ( ) Z1 25 p = 12,7 =452.82 mm Lấy d 2=453 mm π π sin ( ) sin ( ) Z2 112 = Đường kính vịng đỉnh răng: [ [ d a 1= p 0,5+ cotg d a 2= p 0,5+ cotg ( Zπ )]=106,89(mm) ( )] π =458,99(mm) Z2 Đường kính vịng chân d f 1=d 1−2 r=101−2.3,94=93,12(mm) d f 2=d 2−2 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 công thức √ σ H =0,47 k r ( F t K đ + F vđ ) √ ¿ 0,47 0,42 ( 72,90 1+3,78 ) 2,1 E A kđ 10 =207,68 ≤[σ H ] 39,6.1 Với Z1 = 25 ❑ ⇒ kr = 0,42, Ft = 72,90 (N), Kđ = (bộ truyền có dãy xích), lực va đập dãy xích: F vd =13.10−7 n p 3=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 tơi cải thiện có [ σ H ]=500 ( MPa ) đảm bảo độ bền tiếp xúc h Xác định lực tác dụng lên trục Theo công thức (5.20) F r=k x F t =1,15.72,90=83,84 ( N ) Chọn kx = 1,15 truyền nghiêng 300 so với phương ngang Các thơng 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 u 4,45 Số mắt xích x 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 da1 (mm) 106,89 Đường kính vịng đỉnh đĩa xích bị dẫn da2 (mm) 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 v sb =4,5 10 n1 √ T 2=4,5 10 1420 √ 266339=4 , 11( −5 −5 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, tơi bề mặt đạt độ rắn HRC 45 Xác định ứng suất cho phép Theo bảng 7.1, với bánh vít 10-4-4 đúc li tâm σ b=600 MPa , σ ch=200 MPa Theo bảng 7.2 [σ ] H =110 MPa h Xác định thông số truyền Z2 =u Z 1=20 2=40 Chọn sơ KH = 1,2; ¿ 0,82 Tính sơ q theo cơng thức thực nghiệm q=0,3 Z 2=0,3.40=12 Theo bảng 7.3 chọn q = 12,5 T 2=266339 N m=266339( N mm) Khoảng cách trục: √ a w = ( Z 2+ q ) ( √ 170 T K H 170 266339.1,2 ) =(40+ 12,5) ( ) q 40.110 12,5 Z2 [σ H ] a w =176,76(mm) lấy aw = 180 (mm) theo tiêu chuẩn Tính modun m= aw 2.180 = =6,86 (q+ Z 2) 12,5+ 40 Chọn m theo tiêu chuẩn (b7.3) m = - Hệ số dịch chỉnh x= ( am )−0,5 ( q+ Z )= 1807 −0,5.( 20+ 60)=−0,54 w Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc σ H= √ √ z 2+ q T K H 170 170 40+12,5 266339.1,2 ( ) = ( ) =107.05 MPa