Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY GVHD : TS.Vũ Ngọc Thương Sinh viên : Phạm Gia Khiêm Lớp : 61CK-QLM MSV : 1951050385 Hà Nợi MỤC LỤC Lời nói đầu .1 Số liệu thiết kế PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất động 1.1.2 Xác định số vòng quay sơ 1.1.3 Chọn động 1.2 Lập bảng thông số kĩ thuật 1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung thực tế hệ dẫn động .5 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.3 Xác định công suất, momen xoắn số vòng quay trục PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN .7 2.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1.1 Chọn loại đai tiết diện đai 2.1.2 Chọn đường kính bánh đai d d 2.1.3 Xác định sơ khoảng cách trục a 2.1.4 Xác định xác khoảng cách trục .8 2.1.5 Xác định số đai 2.1.6 Xác định thông sô bánh đai 2.1.7 Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục .10 2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG .11 2.2.1 Chọn vật liệu bánh 11 2.2.2 Xác định sơ ứng suất cho phép 11 2.2.3 Xác định sơ khoảng cách trục 14 2.2.4 Xác định thông số ăn khớp .15 2.2.5 Xác định xác ứng suất cho phép: 16 2.2.6 Kiểm nghiệm truyền bánh 17 2.2.7 Xác định thông số khác truyền 20 2.2.8 Tổng hợp thông số truyền bánh 21 PHẦN III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 23 3.1 Chọn vật liệu chế tạo trục .23 3.2 Xác định lực phân bố lực tác dụng lên trục .23 3.3 Xác định sơ đường kính trục: 24 3.4 Xác định khoảng cách điểm đặt lực 24 3.5 Xác định đường kính đoạn trục 26 3.6 Kiểm nghiệm trục 32 3.6.1 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 32 PHẦN IV: TÍNH CHỌN THEN ; Ổ LẮN 36 4.1 Tính mối ghép then 36 4.2 Tính tốn ổ lăn 37 CHƯƠNG V : THIẾT KẾ VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ 41 5.1 Tổng quan vỏ hộp .41 a) Nhiệm vụ .41 b) Chỉ tiêu thiết kế 41 c) Cấu tạo, vật liệu 41 5.2 Thiết kế vỏ hộp 41 5.3 Một số chi tiết khác 44 5.3.1 Vịng móc .44 5.3.2 Chốt định vị 44 5.3.3 Cửa thăm 45 5.3.4 Nút thông 46 5.3.5 Nút tháo dầu 46 5.3.6 Que thăm dầu 47 5.4 Một số chi tiết phụ 47 5.4.1 Các chi tiết cố định ổ trục .47 5.4.2 Các chi tiết điều chỉnh lắp ghép .48 5.4.3 Các chi tiết lót phận ổ 49 5.5 Bôi trơn hộp giảm tốc 51 PHẦN VI – DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ BƠI TRƠN 51 6.1 Bơi trơn hộp giảm tốc 51 6.2 Dung sai lắp ghép 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 Lời nói đầu Thiết kế đồ án Chi tiết máy môn học ngành khí,mơn học khơng 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 Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, trục, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên có thêm nhiều kỹ tư tính toán, thiết kế, khả làm việc độc lập làm việc nhóm, hồn thiện kỹ vẽ khí…đây điều cần thiết với sinh viên khí trước Trường 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 mơn học có liên quan song làm sinh viên tránh thiếu sót Em kính mong hướng dẫn bảo nhiệt tình Thầy cô môn giúp cho em ngày tiến Cuối sinh viên xin chân thành cảm ơn Thầy cô môn, đặc biệt TS.Vũ Ngọc Thương trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo cách tận tình giúp em hồn thành xong đồ án mơn học Phạm Gia Khiêm Đồ án sở thiết kế máy Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải Đề 6.1.1: Động – truyền đai – truyền bánh trụ thẳng – khớp nối – băng tải -Hệ thống băng tải gồm: Động điện pha KĐB rotor lồng sóc Bộ truyền đai Hộp giảm tốc bánh trụ thẳng 4.Nối trục đàn hồi 5.Băng tải Số liệu thiết kế Lực băng tải (N) 2950 Vận tốc băng tải(m/s) 1.8 Đường kính tang quay băng tải 580 Góc nghiêng đường nối tâm truyền 120 (° ¿ Thời gian phục vụ( năm) năm làm việc ( ngày ) 280 Số ca làm việc ( ca ) Thời gian ca làm việc ( h ) Đặc tính tải trọng Làm việc êm Mơi trường làm việc Không bụi Điều kiện bôi trơn Đạt yêu cầu PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất động - Công suất trục máy cơng tác: Plv = F ×v 2950 ×1.8 = =5,31 ( kW) 1000 1000 (ct 2.11 – Tr.20[1]) - Hiệu suất truyền động: η=ηol ηđ ηbr ηol η kn η ol =0,993 0,95 0,96 1=0,88 Trong đó: + η ol – hiệu suất cặp ổ lăn η ol=0,99 + ηđ – hiệu suất bộ truyền đai ηđ =0,95 + ηbr – hiệu suất bộ truyền bánh ηbr =0,96 + η kn – hiệu suất khớp nối trục đàn hồi η kn=1 ( Trị số hiệu suất, tra bảng 2.3[1] ) - Công suất cần thiết trục động cơ: Pct = Plv 5,31 = =6,03(kW ) η 0,88 (ct 2.8 – Tr.19[1]) 1.1.2 Xác định số vòng quay sơ - Chọn sơ tỉ số truyền: ( Bảng 2.4 – Tr.21[1]) u sb=uđ ubr =3 4=12 - Xác định số vòng quay trục công tác: nlv = 60000 v 60000 1,8 = =59,27 (vòng/phút) π.D π 580 D: đường kính tang quay ,mm v: vận tốc băng tải,m/s (ct 2.16 – Tr.21[1]) - Xác định số vòng quay sơ bộ: n sb =nlv usb =59,27 12=711,24 (vg/ph) (ct2.18 – Tr.21 [1] ) 1.1.3 Chọn động - Ta có Pct =6,03 (kW) n sb=711.24 (vg/ph) Tra bảng P.1.3 - Tr.238[1] →chọn động 4A160S8Y3 với P Đc =7,5(kW )>Pct n Đc =730(vg/ph) 1.2 Lập bảng thông số kĩ thuật 1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung thực tế hệ dẫn động n Đc 730 =12,31 = (ct3.23 – Tr.48[1]) nlv 59,27 Trong đó: n Đc – số vịng quay đợng chọn ,vg/ph nlv – số vịng quay trục máy cơng tác ,vg/ph ut = 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền - Ta có : ut =12,31 ubr =4 - Tính lại tỉ số truyền truyền đai uđ = ut 12,31 = =3,07 ubr ( ct3.24 – Tr.48[1]) 1.2.3 Xác định cơng suất, momen xoắn số vịng quay trục - Công suất trục 3: P3=Plv =5.31 (kW) Plv 5,31 - Công suất trục 2: P2= η η = 0,99 =5,36 (kW) ol kn P2 5,36 - Công suất trục 1: P1= η η = 0,99 0,96 =5,63 (kW) ol br P1 5,63 - Công suất trục động cơ: P Đc = η η = 0,99 0,95 =5,98 (kW) ol đ u 730 Đc - Số vòng quay trục 1: n1= u = 3,07 =237,78 (vg/ph) đ n 237,78 - Số vòng quay trục 2: n2 = u = =59,445 (vg/ph) - Số vịng quay trục cơng tác: nlv =n 2=59,445 (vg/ph) - Xác định momen xoắn trục: T i= 9,55 10 Pi ni 9,55 10 P Đc 9,55 10 5,98 =78213,5 (Nmm) = + T Đc = n Đc 730 + T 1= 9,55 10 P1 9,55 106 5,63 = =226118,68 (Nmm) n1 237,78 + T 2= 9,55 10 P2 9,55 106 5.36 = =861098,49 (Nmm) n2 59,445 6 9,55 10 P ct 9,55 106 5.31 =853065,85 (Nmm) = + T ct = nct 59,445 ∗Ta có bảng thơng số kĩ thuật Động Công tác 5,98 5,63 5,36 5,31 Công suất P(kW) Tỉ số truyền u 3,07 Số vòng quay n (vg/ph) 730 237,78 10 59,445 59,445 Tên gọi Chiều dày Thân hộp, δ Nắp hộp, δ Gân tăng Chiều dày,e cứng Chiều cao,h Biểu thức tính toán Giá trị δ = 0,03.aw + > mm δ = 8.1 mm a w =225 Chọn δ=10 δ = 0,9.δ δ = 10 mm e=( 0,8 ÷ ) δ=8÷ 10h < 58 Khoảng 2° e = mm h = 48 mm 2° Độ dốc Đường Bu lông nền,d 1Bu lông d1 > 0,04.aw + 10 > 12mm d1 = 18 mm kính cạnh ổ,d d2 = (0,7 ÷ 0,8).d1 d2 = 16 mm Bu lơng ghép bích nắp d3 = (0,8 ÷ 0,9).d2 d3 = 12 mm d4 = (0,6 ÷ 0,7).d2 d4 = mm Vít ghép nắp cửa thăm, d5 = (0,5 ÷ 0,6).d2 d5 = mm thân,d Vít ghép nắp ổ,d d5 Mặt bích Chiều dày bích thân ghép nắp hộp, S3 thân Chiều dày bích nắp S3 = (1,4 ÷ 1,8).d3 =16.8÷21.6 S4 = (0,9 ÷ 1).S3 hộp, S4 Bề rộng bích nắp S3 = 18 mm S4 = 18 mm =16.2÷18 K3 ≈ K2 – (3 ÷ 5) thân, K3 ≈ 42÷ 39 47 K3 =42 mm Kích thước Đường kính ngồi Trục 1: D1 = 110 mm D2 = 128 mm gối trục tâm lỗ vít: D3, D2 D2 = D1 + (1,6 ÷ 2).d4 D3 = 146 mm D3 = D1 + 4,4.d4 Bề rộng mặt ghép bu K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5) mm K2 = 44 mm lông cạnh ổ: K2 Tâm lỗ bu lông cạnh ổ: E2 = 1,6.d2 =1,6.14 E2 = 22 mm E2 C R2 = 1,3.d2 =1,3.14 R2 = 18 mm C ≈ D3/2 C1 = 73 mm C2 = 93 mm Khoảng cách từ tâm bu k ≥ 1,2.d2 lông đến mép lỗ: k h xác định theo kết cấu, chiều cao: h phụ thuộc tâm lỗ bulơng k = 17 mm kích thước mặt tựa Mặt đế hộp Chiều dày: không S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5).d1 S1 = 24 mm có phần lồi S1 Khi có phần lồi: Dd, S1 Dd xác định theo đường S2 kính dao khoét S1 ≈ (1,4 ÷ 1,7).d1 S1 = 26 mm S2 ≈ (1 ÷ 1,1).d1 S2 = 18 mm Bề rộng mặt đế hộp: K1 ≈ 3.d1 K1 = 54 mm K1 q q ≥ K1 + 2.δ q = 74 mm Khe hở Giữa bánh với Δ ≥ (1 ÷ 1,2).δ Δ = 10 mm thành hộp chi tiết Giữa đỉnh bánh Δ 1≥ (3 ÷ 5).δ phụ thuộc Δ = 35 mm lớn với đáy hộp loại hộp giảm tốc, lượng 48 Giữa mặt bên bánh dầu bôi trơn hộp với Số lượng bulông Z Δ = 10 mm Δ≥δ Z=4 L+ B Z = (200 ÷ 300) L: Chiều dài hộp B: Chiều rộng hộp 5.3 Một số chi tiết khác 5.3.1 Bu lơng vịng -Mục đích :nâng, vận chuyển hộp giảm tốc - Tra bảng 18.3b-Tr.89[2] với a w=260 ta có Q = 140kg - Tra bảng 18.3a-Tr.89[2] ta có thơng số bu lơng vịng Ren d d2 d3 d4 d5 h ℎ1 ℎ2 l ≥ f d M1 63 35 14 35 22 30 12 32 49 b c 16 x r r1 r2 5.3.2 Chốt định vị - Chức năng: nhờ có chốt định vị, xiết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ ( sai lệch vị trí tương đối nắp thân) loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng bị hỏng - Chọn loại chốt định vị chốt trụ - Thông số kích thước, tra bảng 18.4a-Tr.90[2], ta được: d=10mm c=1,6mm L = 20 ÷ 160 Chọn L = 30mm 5.3.3 Cửa thăm - Chức năng: để kiểm tra qua sát chi tiết hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm đậy nắp, nắp có nút thơng - Thơng số kích thước, tra bảng 18.5-Tr.91[2], ta được: 50 A B A1 B1 C C1 K R Vít Số lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8 × 22 5.3.4 Nút thơng - Chức năng: giảm áp suất điều hòa khơng khí - Thơng số kích thước tra bảng 18.6-Tr.93[2], ta được: A M 27 × B C D E G H I K L M N O P 15 30 15 45 36 32 10 22 32 18 36 32 51 Q R S 5.3.5 Nút tháo dầu - Chức năng: bịt lỗ tháo dầu đáy hộp - Thơng số kích thước tra bảng 18.7-Tr.93[2], ta được: d M20 x2 b m f L c q D S Do 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 5.3.6 Que thăm dầu - Chức năng: dùng để kiểm tra mức dầu, chất lượng dầu bơi trơn hộp giảm tốc Để tránh sóng dầu gây khó khăn cho việc kiểm tra, đặc biệt máy làm việc ca, que thăm dầu thường có vỏ bọc bên ngồi - Số lượng : 52 - Kết cấu que thăm dầu hình vẽ : 18 12 12 30 5.4 Một số chi tiết phụ 5.4.1 Các chi tiết cố định ổ trục - Đệm chắn mặt đầu: + Đặc điểm: chắn đơn giản + Nhiệm vụ: đệm giữ chặt vít dây néo + Chọn loại đệm chắn mặt đầu loại cố định mặt đầu vịng ổ vít + Vật liệu đệm: thép CT3 + Vật liệu hãm: thép CT2 + Kích thước đệm chắn mặt đầu, tra bảng 15.3-Tr.29[2], ta được: Kích thước Trục Đệm áp bulông Tấm hãm TCVB189076 D0 a d1 l1 l2 D H d2 B L 32 10 5 25 40 5 25 34 50 15 5 25 60 30 44 53 b C S d ren l 4,5 13 0,8 25 4,5 17 10 32 5.4.2 Các chi tiết điều chỉnh lắp ghép - Nhiệm vụ: điều chỉnh khe hở chi tiết lắp ghép chi tiết, tạo độ dôi ban đầu - Phân loại: + Đệm điều chỉnh ( 0,1 – 0,15) + Vòng đệm điều chỉnh ( cố định ổ nắp mộng ) - Nắp ổ: + Phân loại: nắp ổ kín nắp ổ thủng + Vật liệu GX15-32 54 5.4.3 Các chi tiết lót phận ổ - Vòng phớt: + Đặc điểm: dễ thay thế, đơn giản chống mòn + Phân loại: cố định điều chỉnh khe hở - Chi tiết vòng phớt: + Chức năng: bảo vệ ổ lăn khỏi bám bụi, chất lỏng hạt cứng tạp chất xâm nhập vào ổ, chất làm ổ chóng bị mài mịn han gỉ + Thơng số kích thước tra bảng 15.17-Tr.50[2] 55 Trục I (mm) Trục II d d1 d2 D a B S0 40 41 39 59 6,5 12 60 61,5 59 79 6,5 12 (mm) - Vòng chắn đầu, đệm bảo vệ + Nhiệm vụ: ngăn cách mỡ bôi trơn ổ dầu với HGT + Chức năng: vòng chắn dầu quay với trục, ngăn cách mỡ bôi trơn với dầu hộp, không cho dầu ngồi + Thơng số kích thước: a = ÷ (mm) t = ÷ (mm) b = ÷ (mm) ( lấy gờ trục) Vòng chắn đầu Đệm bảo vệ 56 5.5 Bôi trơn hộp giảm tốc - Các truyền cần bơi trơn liên tục vì: + Giảm cơng suất ma sát + Giảm mài mịn + Bảo đảm nhiệt + Đề phịng chi tiết máy bị han gỉ - Việc lựa chọn phương pháp bôi trơn HGT phụ thuộc vào vận tốc vòng truyền - Khi vận tốc vòng bánh v br ≤ 12 m/ s + Bôi trơn ngâm dầu + Chiều sâu ngâm dầu khoảng 1/6 đến 1/4 bán kính bắng PHẦN VI – DUNG SAI LẮP GHÉP VÀ BƠI TRƠN 6.1 Bơi trơn hộp giảm tốc - Bôi trơn hộp - Theo cách dẫn dầu bôi trơn đến chi tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu bôi trơn lưu thông, bánh hộp giảm tốc có vận tốc v=1,8