TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Thiết kế hệ dẫn động băng tải NGUYỄN HỮU DUY duy nh185778@sis hust edu vn Ngành Kỹ thuật ô tô Chuyên ngành Động cơ đốt trong Giảng viên hướng dẫn PGS[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY Thiết kế hệ dẫn động băng tải NGUYỄN HỮU DUY duy.nh185778@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật ô tô Chuyên ngành Động đốt Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trương Đặng Việt Thắng Bộ môn: Viện: Đồ Án Thiết Kế Máy Cơ Khí Động Lực HÀ NỘI, 7/2020 Chữ ký GVHD ĐỀ BÀI THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Thông số đầu vào : Lực kéo băng tải F = 3100 N Vận tốc xích tải v = 2,15 m/s Thời hạn phục vụ Lh= 15500 Số ca làm việc: Số ca = ca Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi: 135o Đặc tính làm việc: Va đập vừa Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Vì điều kiện thời gian có hạn, trình độ kiến thức và kinh nghiệm còn rất hạn chế, khối lượng công việc lớn nên thuyết minh còn nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được đóng góp và chỉ dẫn của các thầy bợ mơn để hồn thiện tốt tập Em xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt nội dung đồ án Trong thuyết minh này, em đã hoàn thành những công việc sau: Chọn động điện phân phối tỉ số truyền Tính truyền Tính trục, chọn ổ lăn Lựa chọn kết cấu Lắp ghép, bôi trơn dung sai Em sử dụng tài liệu tham khảo môn kết hợp phần mềm Word, AutoCad để hoàn thành thuyết minh vẽ thiết kế hệ dẫn động xích tải Kết đồ án hoàn toàn phù hợp với vấn đề đặt ra, sau hoàn thành đồ án kiến thức kỹ mà em đạt vơ to lớn, ví dụ em sử dụng phần mềm thành thạo hơn, hiểu rõ cách tính tốn hệ đẫn động hệ thống máy khác Sinh viên thực Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.1 1.1 1.2 1.3 Chọn động điện 1.1.1 Xác định công suất yêu cầu trục động 1.1.2 Xác định số vòng quay động 1.1.3 Chọn động .2 Phân phối tỉ số truyền .2 1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung hệ thống 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống Tính thơng số trục 1.3.1 Số vòng quay .2 1.3.2 Công suất 1.3.3 Mômen xoắn trục 1.3.4 Bảng thông số động học CHƯƠNG TÍNH BỘ TRUYỀN 2.1 2.2 Tính truyền hộp (bánh trụ ) 2.1.1 Thông số đầu vào: .4 2.1.2 Chọn vật liệu bánh răng: 2.1.3 Xác định ứng suất cho phép: .4 2.1.4 Xác định sơ khoảng cách trục: .6 2.1.5 Xác định thông số ăn khớp: 2.1.6 Xác định thông số động học ứng suất cho phép: 2.1.7 Kiểm nghiệm truyền bánh răng : 2.1.8 Một vài thông số hình học cặp bánh răng : .11 2.1.9 Lực tác dụng lên truyền bánh trụ : 11 2.1.10 Bảng tổng kết thông số truyền bánh răng : 12 Tính truyền ngồi truyền xích 12 2.2.1 Thông số yêu cầu: 13 2.2.2 Chọn loại xích: 13 2.2.3 Chọn số đĩa xích: .13 2.2.4 Xác định bước xích: 13 2.2.5 Xác định khoảng cách trục số mắt xích: .14 2.2.6 Kiểm nghiệm xích độ bền: 15 2.2.7 Xác định thơng số đĩa xích: 15 2.2.8 Xác định lực tác dụng lên trục: 16 2.2.9 Tổng hợp thơng số truyền xích: .17 CHƯƠNG TÍNH TRỤC, CHỌN Ổ LĂN 17 3.1 3.2 3.3 Chọn khớp nối 17 3.1.1 Kiểm nghiệm khớp nối 18 3.1.2 Lực tác dụng lên trục .18 Tính sơ trục: .19 3.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục: .19 3.2.2 Xác định sơ đường kính trục: .19 3.2.3 Xác định lực từ chi tiết, truyền tác dụng lên trục 20 3.2.4 Xác định khoảng cách điểm đặt lực 21 Tính, chọn đường kính đoạn trục .22 3.3.1 Trục I .22 3.3.2 Trục II 34 CHƯƠNG LỰA CHỌN KẾT CẤU 45 4.1 4.2 Vỏ hộp 45 4.1.1 Tính kết cấu vỏ hộp 46 4.1.2 Kết cấu vỏ hộp 46 Một số chi tiết khác: .47 4.2.1 Nắp ổ .47 4.2.2 Chốt định vị .47 4.2.3 Cửa thăm 48 4.2.4 Nút thông 48 4.2.5 Nút tháo dầu 49 4.2.6 Kiểm tra mức dầu 49 4.2.7 Kết cấu bánh 51 CHƯƠNG LẮP GHÉP, BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI .51 5.1 Dung sai lắp ghép lắp ghép ổ lăn .51 5.2 Lắp bánh lên trục: 51 5.3 Bôi trơn hộp giảm tốc .52 5.4 Bảng dung sai 52 THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Thơng số đầu vào : Lực kéo xích tải F = 3100N Vận tốc xích tải v = 2,15 m/s Đường kính tang D = 270 mm Thời hạn phục vụ Lh= 15500 Số ca làm việc: Số ca = ca Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi: 135o Đặc tính làm việc: Va đập vừa CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện 1.1.1 Xác định công suất yêu cầu trục động Trong Plv : Cơng suất trục công tác Pyc : Công suất trục động Plv = F v 3100 2,15 = =6,665 kW 1000 1000 Hiệu suất truyền: η=ηol ηkn η x η br Tra bảng ta có: Hiệu suất cặp ổ lăn : Hiệu suất truyền đai : Hiệu suất truyền bánh : Hiệu suất khớp nối: Thay số vào (1) ta có: (1) η ol= 0,99 ηđ =¿0,95 ηbr =¿0,97 η kn=¿0,99 η=ηol ηkn η x η br= 0,992.0,99.0,95.0,97= 0,894 Vậy công suất yêu cầu trục động : P yc = 1.1.2 Plv 6,665 = =7,455 kW η 0,894 Xác định số vòng quay động Trên trục cơng tác ta có: nlv = 60000 v 60000 2,15 v = =152,08 D 270 ph Trong : (2) Tra bảng ta chọn tỉ số truyền sơ của: uđ =¿2,5 Truyền động đai: Truyền động bánh răng: ubr = (hộp giảm tốc cấp) Thay số vào (2) ta có: = 2,5 = 10 Suy : 152,08.10 = 1520,8 (v/ph) Chọn số vòng quay đồng bộ : ndc = 1500(v/ph) 1.1.3 Chọn động Từ Pyc = 7,455 kW & ndc = 1455 v/ph Tra bảng phụ lục Kí hiệu Động 4A132S4Y3 ta có động điện Pđ c nđc (KW) (v/ph) 7,5 1455 T max/T dn T mm/T dn hiệu suất cos (mm) 2,2 87,5 0,86 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung hệ thống Tỉ số truyền chung hệ thống : uch = 1.2.2 ndc 1455 = =9,567 nlv 152,08 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống Chọn trước tỉ số truyền truyền uđ =2,5 ubr = u ch 9,567 = =3,83 uđ 2,5 1.3 Tính thơng số trục 1.3.1 Số vòng quay Số vòng quay trục động cơ: ndc = 1455(vg/ph) Số vòng quay trục I: nI= ndc 1455 = =582(v / ph) uđ 2,5 Số vòng quay trục II: n II = nI 582 = =152,08 v / ph ubr 3,83 Số vịng quay thực trục cơng tác là: n 152,08 nlv = II = =152,08 v / ph ukn 1.3.2 Công suất Công suất trục công tác (tính trên) là: Plv = 6,665 (kW) Cơng suất trục II : P II = Plv 6,665 = =7,01 kW ηđ 0,95 Công suất trục I : PII 7,01 = =7,3 kW ηol η br 0,99 0,97 P I= Công suất thực động là: PI 7,3 = =7,45 kW ηkn ηol 0,99 0,99 ¿ Pđ c = 1.3.3 Mômen xoắn trục Mômen xoắn thực trục động : P 7,45 T đ c =9,55.10 đ c =9,55 106 =48898 N mm nđ c 1455 Mômen xoắn trục I : T I =9,55.10 PI 7,3 =9,55 10 =119785 N mm ηI 582 Mômen xoắn trục II : T II =9,55 10 PII 7,01 =9,55.10 =440199 N mm n II 152,08 Mômen xoắn trục công tác là : Plv 6,665 T lv=9,55.10 =9,55.10 =418535 N mm nlv 152,08 1.3.4 Bảng thông số động học Thông số/Trục U ĐC Uđ= 2,5 CT ubr = 3,83 Ukn= n(v/ph) 1455 582 152,08 152,08 P(KW) 7,45 7,3 7,01 6,665 48898 119785 440199 418535 T(N.mm) CHƯƠNG TÍNH BỘ TRUYỀN 2.1 Tính truyền hộp (bánh trụ ) 2.1.1 Thông số đầu vào: Bảng 3.1: Thơng số đầu vào Thơng số Kí hiệu Giá trị Đơn vị Ghi 3,83 - 𝑢 = 𝑢𝑏𝑟 𝑣𝑔/𝑝ℎ 𝑛1 = 𝑛𝐼 𝑘𝑊 𝑃 = 𝑃𝐼 𝑁𝑚𝑚 𝑇1 = 𝑇𝐼 Theo đề Tỉ số truyền Vận tốc quay trục chủ động Công suất cần truyền (trên trục chủ động) Momen xoắn trục chủ động 𝑃 582 7,3 𝑇1 119785 Thời hạn phục vụ 𝑙ℎ 15500 2.1.2 𝑢 𝑛1 Chọn vật liệu bánh răng: Tra bảng 6.1Tr92 [1], ta chọn: Vật liệu bánh lớn: Nhãn hiệu thép: 45 Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện Độ rắn: HB = 192÷ 240 ta chọn HB2 = 230 Giới hạn bền:σ b2 = 750 (MPa) Giới hạn chảy:σ ch2 = 450 (MPa) Vật liệu bánh nhỏ: Nhãn hiệu thép: 45 Chế độ nhiệt luyện: Tơi cải thiện Độ rắn: HB = 241÷ 285 ta chọn HB1= 245 Giới hạn bền:σ b1 = 850 (MPa) Giới hạn chảy:σ ch1 = 580 (MPa) 2.1.3 Xác định ứng suất cho phép: Ứng xuất tiếp xúc uốn cho phép { ¿ Z R Z V K xH =1 Chọn sơ bộ: Y Y K =1 R S xF SH,SF – Hệ số an tồn tính ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn: Tra bảng 6.2Tr94 [1] với : S F 1=1,75 Bánh chủ động : S H =1,1 S F 2=1,75 Bánh bị động : S H 2=1,1 σ H lim ¿ ,σ F lim ¿ ¿ ¿ - Ứng suất tiếp xúc uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở : 10