Đề tài về: Thiết kế đồ án Chi tiết máy

GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 LỜI NĨI ĐẦU Thiết kế đồ án Chi tiết máy môn học ngành khí,mơn học khơng những giúp cho sinh viên có nhìn cụ thể, thực tế với kiến thức học, mà cịn sở quan trọng cho môn học chuyên ngành học sau Đề tài sinh viên giao thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh trụ truyền đai thang Hệ thống đẫn động động điện thông qua truyền đai thang, hộp giảm tốc khớp nối truyền chuyển động tới băng tải Trong q trình tính tốn thiết kế chi tiết máy sinh viên sử dụng tra cứu tài liệu sau -Tập Chi tiết máy GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP -Tập Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí PGS.TS.TRỊNH CHẤT- TS LÊ VĂN UYỂN -Dung sai lắp ghép GS.TS NINH ĐỨC TỐN Do lần làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng môn học có liên quan song làm sinh viên khơng thể tránh những thiếu sót Sinh viên kính mong hướng dẫn bảo nhiệt tình Thầy cô môn giúp cho sinh viên ngày tiến Cuối sinh viên xin chân thành cảm ơn Thầy cô môn, đặc biệt Thầy NGUYỄN ÍCH THÔNG trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo cách tận tình giúp sinh viên hồn thành tốt nhiệm vụ giao Nam Định năm 2010 Sinh viên : Phạm Hữu Trường Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 PHẦN I : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I.CHỌN ĐỘNG CƠ Xác định công suất cần thiết động Công suất yêu cầu dặt lên trục động xác định theo cơng thức (2.8)[1]   ct  Pyc Trong : +,Công suất công tác Pct: Theo công thức (2.11)[1] Fv 8000 0.3 kw Pct   2.4 1000 1000 (trong F=8000 N Lực kéo băng tải V=0.3 m/s vận tốc băng tải ) +,Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo công thức (2.9)[1] :  1.2 3 Trong η1,η2,η3… hiệu suất truyền cặp ổ hệ thống dẫn động Theo sơ đồ đề :  k (br )  d (ol ) k : hiệu suất khớp br :hiệu suất cặp bánh d :hiệu suất truyền đai ol :hiệu suất cặp ổ lăn Tra bảng (2.3)[1], ta hiệu suất : k 1 br 0,97 d 0,95 ol 0,99  1.(0,97) 0,95.(0,99)4 0.86 +,Hệ số xét đến thay đổi tải không β : Theo công thức (2.14)[1] hệ số β xác định ; 2 T  t T  t T  t 2,6 5,4     i  i        12   0,6  0,75 T t T t T t 8   ck   ck   ck (Tmm bỏ qua thời gian mở máy nhỏ so với chu kỳ ) Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thơng SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2  Công suất yêu cầu đặt lên trục động : ct 0,75.2,4  2.1 kw   0,86 Xác định tốc độ đồng động điện - Số vịng quay trục cơng tác nlv : Theo cơng thức (2.16)[1] ta có 60000.v 60000.0,3 nlv   16,37 v ph  D  350 (trong v=0,3 m/s vận tốc băng tải, D=350 mm đường kính tang ) - Tỷ số truyền chung hệ dẫn động (sơ bộ) ut : Theo công thức (2.15)[1] ta có : ut un uh Trong un tỉ số truyền sơ đai thang uh tỉ số truyền hộp giảm tốc Theo bảng 2.4[1] +, Truyền động bánh trụ , HGT bánh trụ cấp uh=(8…40) +, Truyển động đai thang un= uđ=(3…5)  chọn uh= 20 un=ud =4  ut ud uh 4.20 80 - Số vòng quay trục động nsb Theo công thức (2.18)[1] ,ta có nsb nlv nt 16,38.80 1309,6 v ph  Chọn số vòng quay đồng động nsb=1500 v/ph 3, Chọn động Động phải thỏa mãn điều kiện sau:  dc  yc  yc      ndb nsb TK Tmm  Tdn T Ta có Pyc =2,1 kw nsb= 1309,6 v/ph Tmm Tmm  1,4 T T1 +, Chọn động - Để thuận tiện cho việc tìm kiếm, bảo dưỡng, sửa chữa giá thành sản phẩm không cao ta chọn động điện loại DK Tra bảng P1.2[1] ta chọn loại động DK42-4 có thơng số sau : Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thơng SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 Pdc= 2,8 kw nđb =1420 v/ph TK 1,9 Tdn Khối lượng 47 kg -Đường kính trục động :ddc= 25 mm (tra bảng 1.6[1] ) II, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN -Tỷ số truyền chung hệ dẫn động xác định theo công thức (3.23)[1] uc  ndc 1420  86,74 nlv 16.37 - Theo công thức (3.24)[1] ta có uc uh un uh ud Ta chọn ud= 3,15  uh  uc 86,74  27,54 ud 3,15 Ta chọn tỷ số truyền truyền cấp nhanh u1=  tỉ số truyền truyền cấp chậm : u2  uh 27,54  3,93 u1 III, XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC Cơng suất tác dụng lên trục +, trục công tác, Pct= 2,4 kw (đã tính ) +, Trục III :  2,4 3  ct  2,42  kw k ol 1.0,99 +, Trục II ;  2,42 2   2,52  kw  br ol 0,97.0,99 +, Trục I :  2,52 1   2,62  kw br ol 0,97.0,99 +, Trục động :  2,62  dc   2,79  kw  d ol 0,95.0,99 Số vòng quay trục Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 +, Tốc độ quay động +, Tốc độ quay trục I : n1  ndc=1420 v/ph ndc 1420  450,79  v ph  ud 3,15 +,Tốc độ quay trục II : n 450,79 n2   64,39  v ph  u1 +, Tốc độ quay Trục III: n3  n2 64,39  16,38  v ph  u2 3,93 +, Tốc độ quay trục công tác : nct= n3=16,38 v/ph 3,Mômen xoắn trục Ti 9,55.106 Pi ni +, Trục I : T1 9,55.106 P1 2,62 9,55.106 55504  N mm  n1 450,79 +, Trục II : T2 9,55.106 P2 2,52 9,55.106 373754  N mm  n2 64,39 +, Trục III : T3 9,55.106 P3 2,42 9.55.106 1410928  N mm  n3 16,38 +, Trục động : Tdc 9,55.106 Pdc 2,79 9,55.106 18764  N mm  ndc 1420 +, Trục công tác : Tct 9,55.106 Đồ án môn học Chi tiết máy Pct 2,4 9,55.106 1399267  N mm  nct 16,38 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 IV BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN Trục Động I II III Cơng tác Thơng số Tỉ số truyền u ud=3,15 3,93 Khớp Số vịng quay n (v/ph) 1420 450,79 64,39 16,38 16,38 Cơng suất P (kw) 2,79 2,62 2,52 2,42 2,4 ’ Momen xoắn T (N.mm) 18764 55504 T2 =186877 1410928 1399267 Trong : T’2= T2/2=373754:2 = 186877 N.mm Đồ án mơn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 Phần II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I, TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI Chọn đai - Chọn tiết diện đai Theo hình 4.1[1] Với Pdc=2,79 kw ndc= 1420 v/ph  chọn tiết diện đai A với thông số sau : Kí hiệu A Kích thước tiết diện Diện tích tiết Đường kính (mm) diện A (mm2) bánh đai nhỏ d1 (mm) H Y bt b h y0 Chiều dài giới hạn l (mm) 11 560÷4000 13 2,8 81 100÷200 -Chọn đường kính đai nhỏ Chọn d1 =180 (mm) theo bảng 4.21[1] Kiểm tra vận tốc đai  d n  180.1420 v  dc  13,38  m s   vmax 25  m s  60000 60000 -Chọn đường kính đai lớn Theo cơng thức (4.2)[1] ta có d u d2  1  Trong u= uđ =3,15 ε = 0,02 180.3,15  d2  578,6  mm   0,02 Theo bảng 4.21[1] chọn đường kính tiêu chuẩn : d2=560 mm Vậy tỷ số truyền thực tế : 560 d2 ut = d 1    = = 3,17 180.(1  0,02) u u 100 0,63 0 < % thỏa mãn điều kiện sai lệch tỷ số truyền : u  t u *Chọn khoảng cách trục chiều dài đai Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 Theo bảng 4.14[1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ số truyền u đường kính đai d2 a 1 (ut=3,17 ) d2  a d 560  mm  Kiểm tra điều kiện a 0,55. d1  d   h a 2  d1  d   0,55. 180  560   a 2. 180  560   415 a 1480 Thỏa mãn điều kiện Từ khoảng cách trục a chọn theo công thức (4.4)[1] ta có : l = 2.a + 0,5.п.(d1 + d2 ) + ( d1  d ) 4.a   180  560  (560  180)  l 2.560   2346,85  mm  4.560 Theo bảng 4.13[1] , chọn chiều dài đai tiêu chuẩn : l = 2500 (mm) Theo công thức (4.15)[1] ta kiểm nghiệm đai tuổi thọ v 13,38 i  5,352  v s   imax 10  v s  l 2,5 2, Xác định thơng số truyền đai - Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2500 mm theo cơng thức (4.6)[1] ta có a=  (  8.2 ) (180  560) (d1  d ) = 2500 -  = 1337,61 2 (560  180) (d  d ) Δ= = =190 2 với  = l -  Do 1337,61  (1337,612  8.1902 ) a 640,63  mm  * Góc ơm 1 bánh đai nhỏ Theo cơng thức (4.7)[1] ta có 57.(d  d1 ) 57 1 180  180   560  180  146,19o a 640,63  1   1200 thỏa mãn điều kiện 3.Xác định số đai z: -Số đai z tính theo cơng thức 4.16[1] : Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông z= SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 Pdc K d  Po .C Cl Cu C z Theo bảng 4.7 (tttk) với đặc tính làm việc êm số ca làm việc chọn Kđ = 1,2( hệ dẫn động nhóm II ) C : hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm  Theo [1] trang 61 ta tính được: C 0.915 với 1 146,190 l 2500 Với l = = 1,47  theo bảng 4.16 [1] suy C1=1,08 1700 +, Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền Theo bảng 4.17[1] u = 3,17 > nên C u = 1,14 +, [P0] : công suất cho phép (kw) Tra bảng 4.19[1] → [P0] =3,1 kw Với v= 13,38 m/s d1=180 (mm) P 2,79   0,9 [P0 ] 3,1 +Cz : hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng cho dây đai Theo bảng 4.18[1] Cz ≈ Pdc/[P0] = 0,9 2,79.1,2 z 0,96 Do 3,1.0,915.1,08.1,14.1 Vậy chọn z = * Chiều rộng đai : Theo công thức 4.17[1] bảng 4.21[1]: Ta có : B = (z – 1).t +2.e = (1 -1).15 + 2.10 = 20 (mm) * Đường kính bánh đai da = d1 + 2.ho = 180 + 2.3,3 = 186,6 (mm) 4, Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục -Lực căng bánh đai Theo công thức (4.16)[1] Fo = 780.Pdc K d + Fv v.C z Trong : Fv = qm.v2 (lực căng lực li tâm gây ) với qm = 0,105 kg m ( theo bảng 4.22[1] ) Fv = 0.105.13,382 = 18,79 (N) 780.2,79.1,2  F0   18,79 231,1 N  13,38.0,615.1 Vậy lực tác dụng lên trục : Đồ án môn học Chi tiết máy Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD :Nguyễn Ích Thông SVTH : Phạm hữu Trường –Lớp Cơ Khí k2 Theo cơng thức 4.21(tttk) : Fr = 2.Fo.z.sin(  ) = 2.231,1.1.sin(146,190 ) = 442,23 (N) 5, Bảng kết tính tốn Thơng số Giá trị Đường kính bánh đai nhỏ Đường kính bánh đai lớn Chiều rộng bánh đai Chiều dài đai Số đai Khoảng cách trục Lực tác dụng lên trục d1(mm) d2(mm) B(mm) l (mm) z a (mm) Fr (N) 180 560 20 2500 640,63 442,23 II,THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM TỐC A, Thiết kế truyền cấp nhanh (Bộ truyền bánh trụ thẳng) +,Các thông số đầu vào P1=2.62 kw n1=450,79 v/ph u1=7 T1=55504 N.mm 1, chọn vật liệu Theo bảng 6.1[1] chọn vật liệu cho bánh thép 45 cải thiện Bánh nhỏ có độ rắn HB 241…285 có giới hạn bền σb1=850 Mpa giới hạn chảy σch1=580 Mpa Bánh lớn có độ rắn HB 192…240 có giới hạn bền σ b1=750 Mpa giới hạn chảy σch1=450 Mpa 2,Xác định ứng suất cho phép a, Ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ]  H0 lim K HL / S H (*) Dựa vào bảng 6.2[1] với thép tơi cải thiện ta có : σ0Hlim=2HB +70 Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kì sở SH=1,1 hệ số an tồn tính tiếp xúc Chọn độ rắn :Bánh nhỏ 250 HB Bánh lớn 240 HB → σ Hlim1=2.250+70 =570 Mpa σ0Hlim2= 2.240 +70 =550 Mpa +, KHL hệ số tuổi thọ xác định theo công thức (6.3)[1] N K HL mH HO N HE Đồ án môn học Chi tiết máy 10 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải