Đồ án cơ sở thiết kế máy trường đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên sinh viên thực hiện: nguyễn xuân trường Là sinh viên khoa cơ khí động lực em đã được thực hiện đồ án cơ sở chi tiết máy với nội dung đề tài “ Thiết kế hệ dẫn động băng tải “
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Lời nói đầu Trong cơng đổi nay, đất nước ta phát triển mạnh mẽ theo đường Cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước theo định hướng XHCN Trong đó, ngành cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế giải phóng sức lao động người Để làm điều phải có cơng nghiệp vững mạnh, với hệ thống máy móc đại đội ngũ cán bộ, kỹ sư đủ lực Từ yêu cầu đòi hỏi người cần phải tìm tịi, học tập nghiên cứu nhiều để mong đáp ứng nhu cầu Là sinh viên khoa khí động lực, em ln thấy tầm quan trọng máy móc cơng nghiệp, sản suất Hiện em sinh viên ngành Cơ điện lạnh ĐHKK Nhà trường trang bị kiến thức cần thiết lý thuyết thực hành để có kỹ định hướng nghề nghiệp Chính lý ngồi việc học việc thiết kế đồ án công việc thiếu sinh viên khoa khí động lực Là sinh viên khoa khí động lực em thực đồ án sở chi tiết máy với nội dung đề tài “ Thiết kế hệ dẫn động băng tải “ Dưới bảo tận tình thầy giáo Vũ Đức Phúc thầy cô khoa bạn bè nỗ lực phấn đấu thân giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên trình tìm hiểu thiết kế đồ án, trình độ có hạn kinh nghiệm, nên khơng thể tránh khỏi sai sót Em kính mong nhận bảo thầy để đề tài em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Nguyễn Xuân Trường GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tóm tắt nội dung phần I: + Thơng số đầu vào biết: - Lực kéo xích tải F =5000 N; - Vận tốc băng tải v =1,6 m/s; - Đừng kính băng tải D = 400 mm; + Các thơng số cần tính: - Tính cơng suất cần thiết động Pct, kW; - Xác định sơ số vòng quay đồng động nsb, vòng/phút; - Dựa vào cơng suất số vịng quay đồng kết hợp với yêu cầu tải, mômen mở máy phương pháp lắp đặt động để chọn kích thước động phù hợp với yêu cầu thiết kế - Phân phối tỷ số truyền; - Xác định thơng số: cơng suất P, số vịng quay n, mômen xoắn T trục; + Yêu cầu chọn động cơ: - Tỉ số TK T mm mômen mở máy ≤ tỉ số T động cơ; T dn - Công suất cần thiết trục động (Pct) ≤ công suất động (Pđc); -Số vòng quay sơ nsb≤ số vòng quay đồng động nđc; GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất động * Công suất làm việc động xác định theo CT 2.11 TL[I] tr.20: Plv = F.v 1000 = 5000.1,6 1000 = (kW) Trong đó: - Plv : cơng suất trục tang quay đĩa xích, kW; - F = 5000 N: lực kéo xích tải, N; - v = 1,6 m/s: vận tốc băng tải, m/s * Công suất tương đương động theo CT 2.14 TL[I] tr.20: Ptđ = β×Plv Với: + β: hệ số xét tới thay đổi tải trọng không đều; β = √¿¿ = √ ( 2 ×1,42 +1 ×( 2− )+0.752 ×4 +0,552 ×2 3600 3600 ) = 0,78 Trong đó: Ti: momen tác dụng thời gian ti, kW; T1: momen lớn tác dụng trục máy công tác, kW; ti: thời gian công suất Ti; tck: thời gian chu kỳ động →Cơng suất tương đương: Ptđ = 0,78×8 = 6,24 (kW) GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY *Công suất cần thiết trục động theo CT 2.8 TL[I] tr.19: Pct = P tđ η (kW) Với: +𝜂: hiệu suất toàn hệ thống Theo CT 2.9 TL[I] tr.19: 𝜂 = 𝜂đ×𝜂br× η3ol ×𝜂x Trong tra bảng 2.3TL[I]tr.19chọn được: - 𝜂đ = 0,95 hiệu suất truyền đai (để hở); - 𝜂br = 0,97 hiệu suất truyền bánh trụ che kín; - 𝜂ol = 0,99 hiệu suất cặp ổ lăn; GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - 𝜂x = 0,92 hiệu suất truyền xích (để hở) →𝜂= 0,95×0,97×0,993×0,92 = 0,82 * Vậy cơng suất cần thiết trục động là: 6,24 Pct = 0,82 = 7,61 (kW) 1.1.2 Xác định sơ số vòng quay đồng * Số vòng quay trục máy công tác theo CT 2.16 TL[I] tr.21: nlv = 60000 v π.D Trong đó: - v = 1,6 m/s: vận tốc băng tải; - D = 400 mm: đường kính băng tải → nlv= 60000.1,6 = 76,39(vịng/phút) π 400 * Số vòng quay sơ động theo CT 2.18 TL[I] tr.21: nsb = nlv.usb Với: +usb: tỷ số truyền toàn hệ thống dẫn động; usb = ubr×uđ×ux (CT 2.15 TL[I] tr.21) Trong tra bảng 2.4 TL[I] tr.21 chọn được: GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - ubr = tỷ số truyền sơ truyền bánh (HGT cấp); - uđ = 3,56 tỷ số truyền sơ truyền đai (đai thang) - ux = 2,5 tỷ số truyền sơ truyền xích →usb= 4×3,56×2,5 = 35,6 *Vậy số vòng quay sơ động là: nsb = 76,39× 35,6= 2719,48(vịng/phút) 1.1.3 Chọn động *Theo CT 2.19tr.22 2.6tr.17 TL[I], ta phải chọn động có: ¿ →Tra bảng P1.3 TL[I]tr.236 chọn kiểu động cơ: 4A132M2Y3 Bảng số liệu động cơ: GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Kiểu động Công suất KW Vận tốc quay, vg/ph cosφ η% T max T dn Tk T dn 4A132M2Y3 11,0 2907 0,90 88 2,2 1,6 1.2 Phân phối tỷ số truyền - Với động chọn ta có: nđc = 2907 (vịng/phút) →Tỷ số truyền cho tồn hệ thống theo CT 3.23 TL[I]tr.48: ut = nđc 2907 = =38,05 nlv 76,39 Mặt khác, theo CT 2.14 TL[I]tr.20 lại có: ut = uđ ×ubr ×ux Tra bảng 2.4 TL[I]tr.21 chọn: - Tỷ số truyền truyền bánh răng: ubr = - Tỷ số truyền truyền: uđ = 3,56 ut 38,05 = 3,56 = 2,67 đ ubr → ux= u 1.3 Xác định thông số trục I.3.1 Tính cơng suất trục - Trục công tác: Pct = Ptđ = 6,24 (kW) Pct PII = - Trục I: PI = η η = 0,97.0,99 = 7,21(kW) br ol ηx η PII GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN ol = 6,24 = 6,92(kW) 0,92× 0,992 - Trục II: 6,92 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - Trục động cơ: ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY PI 7,21 Pđc = η = 0,95 = 7,59 (kW) đ Ta thấy: Pđc = 7,59 kW < 11 kW nên động làm việc khơng bị q tải 1.3.2 Tính tốc độ quay trục - Trục động cơ: nđc= 2907 (vòng/phút) nđc 2907 - Trục I: nI = u = 3,56 = 816,57 (vòng/phút) đ nI - Trục II: nII = u = br 816,57 = 204,14 (vòng/phút) nII 204,14 - Trục công tác: nct = u = 2,67 = 76,46(vịng/phút) x 1.3.3 Tính momen xoắn trục Pi ADCT: Ti = 9,55.106 × n (N.mm) i - Trục động cơ: P đc 7,59 Tđc = 9,55.106 × n = 9,55.106 2907 = 24934,47 (N.mm) đc - Trục I: PI 7,21 TI = 9,55.106 n = 9,55.106 816,57 = 84322,84 (N.mm) I - Trục II: P II 6,92 TII = 9,55.106 n = 9,55.106 204,14 = 323728,81 (N.mm) II - Trục công tác: GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY P ct 6,24 Tct = 9,55.106 n = 9,55.106 76,46 = 779387,92 (N.mm) ct Bảng thống kê kết tính tốn thơng số trục Trục Động Thông Công suấtsốP (kW) Tỷ số truyền u Số vịng quay n (vịng/phút) Mơmen xoắn T (N.mm) 7,59 I II Công tác 7,21 6,92 6,24 uđ = 3,56 ubr = ux = 2,67 2907 816,57 204,14 76,46 24934,47 84322,84 323728,81 779387,92 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Tóm tắt nội dung phần II: + Thông số đầu vào biết: - Tỷ số truyền truyền đai phân phốiuđ = 3,56; - Công suất bánh đai chủ động lắp trực tiếp với trục động nên công suất cần thiết động cơ: P1 = Pđc= 7,59 kW; - Tốc độ quay bánh đai chủ động: n1 = nđc = 2907 vịng/phút + Tính tốn truyền đai bao gồm thông số: GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Tính chọn đường kính bánh đai chủ động (nhỏ) d1 (mm), đường kính bánh đai bị động (lớn) d2 (mm), tiêu chuẩn hóa; Dây đai: chiều dai đai l (m) tiết diện dây đai (trịn, thang, lược, hình chữ nhật dẹt, …); Khoảng cách trục a (mm), số đai z, bề rộng đai B, đường kính ngồi bánh đai da (mm); Xác định lực căng đai F0 (N) lực tác dụng lên trục Fr (N) + Điều kiện làm việc truyền đai (kiểm nghiệm): - Vận tốc đai (vận tốc dài điểm dây đai) ≤ 25 m/s; v - Số lần va đập dây đai: i = l ≤ 10 (lần/s); - Góc ơm dây đai (góc chắn tâm bánh đai thể phần dây đai tiếp xúc bánh đai) α1phải lớn 1200 2.1 Chọn loại đai tiết diện đai - Công suất bánh đai chủ động lắp trực tiếp với trục động nên công suất cần thiết động cơ: P1 = Pct = 7,59 kW > kW nên ta chọn đai thang - Theo hình 4.1 TL[I] tr.59, với P1 = 7,59 kW n1 = 2907 vòng/phút, ta chọn tiết diện đai hình thang thường loại A GVHD: VŨ ĐỨC PHÚC SVTH: NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG LỚP: 10620TN 10