(Tiểu luận) bài tập lớn chi tiết máy đề số 1 thiết kế hệ thống dẫn động băng tải phương án số 37

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY  BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Học kì I/ Năm học 2021-2022 ĐỀ TÀI Đề số 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số: 37 Sinh viên thực hiện: HUỲNH VĂN NIN MSSV: 1914572 Người hướng dẫn: Gv NGUYỄN VĂN THẠNH 0 Tieu luan MỤC LỤC 0 Tieu luan PHẦN 1: PHÂN TÍCH PHƯƠNG PHÁN – CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN PHẦN 2: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH 10 PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC 14 PHẦN 4: THIẾT KẾ TRỤC 26 PHẦN 5: THIẾT KẾ THEN 35 PHẦN 6: CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHẦN 1: PHÂN TÍCH PHƯƠNG PHÁN – CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN – PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 0 Tieu luan 1.1 Phân tích phương án: • Bảng số liệu: Phương án 37 Lực vòng băng tải F, N 3500 Vận tốc băng tải v, m/s 1,5 Đường kính tang dẫn D, mm 400 Thời gian phục vụ L, năm Số ngày làm/năm , ngày 340 Số ca làm ngày, ca 1.2 Chọn động cơ: 1.2.1 Xác định công suất cần thiết: 0 Tieu luan • Xác định công suất trục công tác: Trong đó: F: lực vịng xích tải (N) v: vận tốc băng tải (m/s) • Hiệu suất truyền động tồn hệ thống: Trong hiệu suất truyền ta chọn từ Bảng 2.3/19 Tài liệu [I]: : hiệu suất truyền xích : hiệu suất truyền bánh trụ thẳng : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng : hiệu suất khớp nối : hiệu suất ổ lăn • Ta được: • Cơng suất cần thiết động : 1.2.2 Xác định số vịng quay đồng động cơ: • Số vịng quay trục cơng tác: Trong đó: : Vận tốc băng tải : Đường kính tang dẫn 0 Tieu luan • Tỉ số truyền chung hệ thống truyền động: Trong đó: : Tỉ số truyền truyền động hộp giảm tốc bánh trụ cấp : Tỉ số truyền truyền động xích • Dựa vào Bảng 2.4/21 Tài liệu [I] chọn ta được: • Số vịng quay sơ động cơ: • Chọn số vòng quay đồng động cơ: 1.2.3 Chọn động cơ: • Dựa vào cơng suất cần thiết tính số vòng quay đồng động Động chọn phải có cơng suất số vịng quay động thỏa mãn điều kiện: • Ta chọn động 4A Động 4A chế tạo theo GOST 19523-74 thay động cũ A2, A01 AO2 nói chung có khối lượng nhẹ khoảng 18% so với A2 A02, đồng thời nhẹ so với DK K Mặt khác có phạm vi cơng suất lớn số vịng quay đồng rộng so với DK K • Dựa vào Bảng 1.3/237 Phụ lục Tài liệu [Ⅱ] ta chọn động 4A132S4Y3 có thơng số sau: Ký hiệu Công suất Pdm(kW) Vận tốc quay nđc(v/ph)  Tieu luan cos TK Tdn Tmax T dn 4A132S4Y3 7,5 1455 87,5 0,86 2,2 1.3 Phân bố tỉ số truyền: • Tỉ số truyền chung hệ thống truyền động: Trong đó: : Tỉ số truyền truyền động hộp giảm tốc bánh trụ cấp nhanh : Tỉ số truyền truyền động hộp giảm tốc bánh trụ cấp chậm • Ta có: • Dựa vào Bảng 3.1/43 Tài liệu [I] chọn ta • Tỉ số truyền truyền động xích: • Phân bố tỉ số truyền hộp giảm tốc: • Chọn tỉ số truyền cặp bánh trụ cấp nhanh cặp bánh trụ cấp chậm: • Tỉ số truyền cặp bánh trụ cấp chậm: • Tỉ số truyền cặp bánh trụ cấp nhanh: • Tỉ số truyền cuối hộp giảm tốc: 1.4 XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT, MƠMEN VÀ SỐ VỊNG QUAY TRÊN CÁC TRỤC: 0 Tieu luan • Tính cơng suất trục: • Tính số vịng quay trục: • Tính momen xoắn trục: • Bảng thơng số tính tốn: Thơng số Trục Động Công suất (kW) Tỉ số truyền Trục máy công tác 5,25 3,25 2,5 Tieu luan 3,38 Số vòng quay (vg/ph) 1455 Momen xoắn (Nmm) PHẦN 2: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH 2.1 Thơng số bản: • Bộ truyền xích lăn nột dãy, với: -Cơng suất: -Số vịng quay bánh dẫn: -Tỉ số truyền: 2.2 Tính tốn truyền xích: 2.2.1 Chọn loại xích: • Ta chọn xích lăn dãy, tải trọng va đập nhẹ bôi trơn nhỏ giọt, làm việc ca, trục đĩa xích điều chỉnh được, đường nối tâm trục nghiêng với phương ngang góc 20 độ, khoảng cách trục chọn 0 Tieu luan 2.2.2 Xác định thơng số xích truyền: • Theo bảng 5.4, với chọn số đĩa nhỏ số đĩa lớn: • Theo cơng thức 5.3, cơng suất tính tốn: - Trong đó: , P cơng suất tính tốn, cơng suất truyền, kW – hệ số – hệ số vòng quay Theo cơng thức 5.4: k tính từ hệ số thành phần cho bảng 5.6, với: : hệ số tải trọng động: dẫn động động điện tải trọng tác động lên truyền tương đối êm : hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục: : hệ số xét đến ảnh hưởng cách bố trí truyền: đường nối hai tâm đĩa xích hợp với đường nằm ngang góc : hệ số xét đến ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích: trục điều chỉnh : hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: bôi trơn nhỏ giọt : hệ số xét đến chế độ làm việc: làm việc ca • Như vậy: • Theo bảng 5.5 với , chọn truyền xích dãy có bước xích thỏa mãn điều kiện bền mịn: • Đồng thời theo bảng 5.8, • Khoảng cách trục • Theo cơng thức 5.12 số mắt xích: 0 Tieu luan Chọn sơ , • Theo cơng thức 6.31, số bánh nhỏ: Lấy • Số bánh lớn: Lấy • Do tỉ số truyền thực 3.4.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: • Theo cơng thức 6.33, ứng suất tiếp xúc mặt làm việc: - Trong đó: : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp, theo bảng 6.5 : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, xác định theo công thức 6.34: + Theo công thức 6.35, góc nghiêng hình trụ sở: + Với góc ăn khớp: 0 Tieu luan + Do đó: : hệ số trùng khớp răng, theo cơng thức 6.36b: + Với : hệ số trùng khớp ngang, xác định theo công thức 6.38b: + Với : hệ số trùng khớp dọc, xác định theo công thức 6.37: + Đường kính vịng lăn bánh nhỏ: : hệ số tải trọng tính tiếp xúc, xác định theo công thức 6.39: : hệ số kể đến phân bố tải trọng không gữa đôi đồng thời ăn khớp + Theo công thức 6.40, vận tốc vịng: + Theo bảng 6.13, dùng cấp xác truyền Theo bảng 6.14 với cấp xác , ta chọn : hệ số kể đến tải trọng xuất vùng ăn khớp, xác định theo công thức 6.41: + Theo công thức 6.42: Tieu luan : trị số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp, theo bảng 6.15 với dạng nghiêng : hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước răng, theo bảng 6.16 với cấp xác mức làm việc êm + Như vậy: • Thay giá trị vừa tính vào công thức 6.33, ta được: 0 Tieu luan • Theo cơng thức 6.1 6.1a, , đó: ; ; • Ta thấy: • Do cần tăng thêm khoảng cách trục tiến hành kiểm nghiệm lại Kết tính lại thỏa mãn với điều kiện độ bền tiếp xúc sau: 3.4.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn: • Theo cơng thức 6.43, để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh chân răng: - Trong đó: : hệ số kể đến trùng khớp : hệ số kể đến độ nghiêng răng, với nghiêng : hệ số dạng bánh 2, phụ thuộc vào số tương đương + Với ; ; ; theo bảng 6.18 ta : hệ số tải trọng tính uốn, xác định theo công thức 6.45: + Với : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính uốn, theo bảng 6.7 ta chọn : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp tính uốn, theo bảng 6.14 ta chọn : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp tính uốn, xác định theo cơng thức 6.46: + Với ; (theo bảng 6.15), (theo bảng 6.16) • Do đó: • Như vậy: • Thay giá trị vừa tính vào cơng thức 6.65, ta được: 0 Tieu luan • Theo cơng thức 6.2 6.2a: Với , • Ta thấy: 0 Tieu luan • Như điều kiện uốn đảm bảo 3.4.5 Kiểm nghiệm tải: • Để tránh biến dạng dư gãy dịn lớp bề mặt, theo công thức 6.48, ứng suất tiếp xúc cực đại: • Để tránh biến dạng dư phá hỏng tỉnh mặt lượn chân răng, theo công thức 6.49, ứng suất uốn cực đại, với hệ số q tải: 3.4.6 Các thơng số kích thước truyền: Khoảng cách trục Modun pháp Chiều rộng vành Tỉ số truyền Góc nghiêng Số bánh Hệ số dịch chỉnh Đường kính vịng chia Đường kính đỉnh 0 Tieu luan Đường kính đáy 3.5 Tính tốn cặp bánh cấp chậm: 3.5.1 Xác định sơ khoảng cách trục: • Theo cơng thức 6.15a: - Trong đó: : hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại răng, với thẳng theo bảng 6.5 : theo bảng 6.6 : hệ số kể đến phân bố tải trọng không chiều rộng vành tải tiếp xúc, với hệ số xác định theo công thức 6.16, dó theo bảng 6.7: (sơ đồ 2) • Do đó: Lấy Tieu luan 3.5.2 Xác định thơng số ăn khớp: • Theo cơng thức 6.17, xác định modun: • Theo bảng 6.8, chọn modun pháp • Theo cơng thức 6.19, số bánh nhỏ: Lấy • Số bánh lớn: Lấy • Do tỉ số truyền thực • Do • Lấy , cần dịch chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 153,75 mm lên 155 mm • Theo công thức 6.22, hệ số dịch tâm: 0 Tieu luan • Theo cơng thức 6.23 ta có: • Theo bảng 6.10a tra , theo cơng thức 6.24 hệ số giảm đỉnh răng: • Theo cơng thức 6.25, tổng hệ số dịch chỉnh: • Theo công thức 6.26, hệ số dịch chỉnh bánh bánh 2: • Theo cơng thức 6.27, góc ăn khớp: 3.5.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: • Theo cơng thức 6.33, ứng suất tiếp xúc mặt làm việc: - Trong đó: : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp, theo bảng 6.5 : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, xác định theo công thức 6.34: Theo công thức 6.36a, hệ số trùng khớp răng: + Với : hệ số trùng khớp ngang, xác định theo cơng thức 6.38b: + Đường kính vòng lăn bánh nhỏ: 0 : hệ số tải trọng tính tiếp xúc, đượcluan xác định theo công thức 6.39: Tieu : hệ số kể đến phân bố tải trọng không gữa đôi đồng thời ăn khớp + Theo công thức 6.40, vận tốc vòng: Tieu luan + Theo bảng 6.13, dùng cấp xác truyền Theo bảng 6.14 với cấp xác , ta chọn : hệ số kể đến tải trọng xuất vùng ăn khớp, xác định theo công thức 6.41: + Theo công thức 6.42: : trị số kể đến ảnh hưởng sai số ăn khớp, theo bảng 6.15 với dạng nghiêng : hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước răng, theo bảng 6.16 với cấp xác mức làm việc êm + Như vậy: • Thay giá trị vừa tính vào cơng thức 6.33, ta được: • Theo cơng thức 6.1 6.1a, , đó: ; ; • Ta thấy: điều kiện tiếp xúc đảm bảo • Chiều rộng vành tính lại suy từ cơng thức 6.33: 3.5.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn: • Theo công thức 6.43, để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh chân răng: - Trong đó: 57: hệ số kể đến trùng khớp : hệ số kể đến độ nghiêng răng, với thẳng : hệ số dạng bánh 2, phụ thuộc vào số tương đương + Với ; ; ; theo bảng 6.18 ta 0 Tieu luan : hệ số tải trọng tính uốn, xác định theo công thức 6.45: + Với : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính uốn, theo bảng 6.7 ta chọn : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp tính uốn, theo bảng 6.14 ta chọn : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp tính uốn, xác định theo cơng thức 6.46: + Với ; (theo bảng 6.15), (theo bảng 6.16) • Do đó: • Như vậy: 0 Tieu • Thay giá trị vừa tính vào cơngluan thức 6.65, ta được: • Theo cơng thức 6.2 6.2a: Với , • Ta thấy: • Như điều kiện uốn đảm bảo 3.5.5 Kiểm nghiệm tải: • Để tránh biến dạng dư gãy dòn lớp bề mặt, theo công thức 6.48, ứng suất tiếp xúc cực đại: 0 Tieu luan • Để tránh biến dạng dư phá hỏng tỉnh mặt lượn chân răng, theo công thức 6.49, ứng suất uốn cực đại: Với : hệ số q tải 3.5.6 Các thơng số kích thước truyền: Khoảng cách trục Modun pháp Chiều rộng vành Tỉ số truyền Góc nghiêng Số bánh Hệ số dịch chỉnh Đường kính vịng chia Đường kính đỉnh Đường kính đáy PHẦN 4: THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Thiết kế trục 1: 0 Tieu luan 4.1.1 Các thơng số ban đầu: • Momen xoắn: • Số vòng quay: 4.1.2 Chọn vật liệu: • Chọn vật liệu chế tạo thép C45 thường hóa Các thông số: 0 Tieu luan