Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN CƠ KHÍBỘ MƠN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RƠ BỐTĐỒ ÁN MƠN HỌCCHI TIẾT MÁYHỌC KÌ:2022-1 MÃ ĐỀ: 4.3 ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢINgười hướng d
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY HỌC KÌ: 2022-1 MÃ ĐỀ: 4.3 ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Người hướng dẫn Sinh viên 1 TS VƯƠNG VĂN THANH Thông tin sinh viên Trần Anh Tuấn Sinh viên 2 Sinh viên thực hiện 20195719 Nguyễn Đình Văn Mã số sinh viên Cơ khí 09-K64 20185216 Lớp chuyên ngành 721885 Cơ khí 03-K63 Lớp tín chỉ 721885 Ngày kí duyệt đồ án: ……./……./ 2022 Ngày bảo vệ đồ án: ……./……./ 2022 Ký tên ĐÁNH GIÁ ….… / 10 ….… / 10 CỦA THẦY HỎI THI Ký tên ……………………… Ký tên ……………………… Hà Nội, tháng 12/2022 LỜI NÓI ĐẦU Đồ án chi tiết máy là một trong những đồ án quan trọng nhất của sinh viên ngành cơ khí Đồ án thể hiện những kiến thức cơ bản của sinh viên về vẽ kĩ thuật, dung sai lắp ghép và cơ sở thiết kế máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực hiện đồ án một cách khoa học và tạo cơ sở cho các đồ án tiếp theo Được sự phân công của thầy Vương Văn Thanh, nhóm em thực hiện Thiết kế hệ dẫn động xích tải để ôn lại kiến thức và tổng hợp kiến thức đã học vào một hệ thống cơ khí hoàn chỉnh Tuy nhiên, vì trình độ và khả năng có hạn nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận được những nhận xét quý báu của thầy Cuối cùng nhóm em xin được trân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Vương Văn Thanh đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình để nhóm em có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao Nhóm em xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 9 tháng 12 năm 2022 Sinh viên thực hiện Trần Anh Tuấn - 20195719 Nguyễn Đình Văn - 20185216 2 3 MỤC LỤC Trang Phần 1 – Tính động học 6 I Chọn động cơ điện 6 1 Công suất làm việc 6 2 Hiệu suất hệ dẫn động 6 3 Công suất cần thiết trên trục động cơ 6 4 Số vòng quay trên trục công tác 6 5 Tỷ số truyền sơ bộ 6 6 Số vòng quay trên trục động cơ 7 7 Chọn động cơ 7 II Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hệ thống 7 III Tính toán các thông số trên các trục hệ dẫn động 7 1 Số vòng quay trên các trục 7 2 Công suất trên các trục 8 3 Momen trên các trục 8 4 Bảng thông số động học 9 Phần 2: Tính toán thiết kế các bộ truyền 10 A Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang 10 1 Chọn loại đai là tiết diện đai 10 2 Chọn đường kính 2 bánh đai 10 3 Xác định khoảng cách trục a 11 4 Tính số đai Z 11 5 Các thông số cơ bản của bánh đai 12 6 Xác định lực căng ban đầu và lực căng lên truc 13 7 Tổng hợp thông số bộ truyền đai 14 Phần 3: Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng côn răng thẳng 15 1 Chọn vật liệu bánh răng 15 2 Xác định ứng suất cho phép 15 3 Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài 18 4 Xác định các thông số ăn khớp 19 5 Xác định ứng suất cho phép 20 6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 21 7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng 25 8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 26 Phần 4: Tính toán thiết kế trục 27 4 I Tính toán khớp nối 27 1 Chọn khớp nối 27 2 Kiểm tra khớp nối 28 3 Lực tác dụng lên trục 28 4 Các thông số cơ bản vòng đàn hồi 29 II Thiết kế trục 29 1 Chọn vật liệu làm trục 29 2 Tính sơ bộ đường kính 29 3 Xác định lực tác dụng lên trục 30 4 Khoảng cách giữa các gối tựa và điểm đặt lực 30 III Tính toán thiết kế trục I 32 1 Tính phản lực tại gối đỡ và vẽ biểu đồ momen 32 2 Tính momen tương đương 35 3 Chọn và kiểm nghiệm then 36 4 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 37 IV Tính toán thiết kế trục II 41 1 Tính phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ momen 41 2 Tính momen tương đương 44 3 Chọn và kiểm nghiệm then 45 4 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 46 Phần 5: Tính chọn và kiểm nghiệm ổ lăn 51 1 Trục 1 51 2 Trục 2 54 Phần 6: Lựa chọn kết cấu 57 1 Vỏ hộp 57 2 Một số chi tiết khác 58 Phần 7: Lắp ghép , bôi trơn và dung sai 64 1 Dung sai lắp ghép 64 2 Lắp bánh răng lên trục 64 3 Bôi trơn hộp giảm tốc 64 4 Bảng dung sai 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 5 TÍNH ĐỘNG HỌC Chọn động cơ (điện): Thông số đầu vào: 1 Lực kéo băng tải F = 3000 (N) 2 Vận tốc băng tải v = 2,40 (m/s) 3 Đường kính tang D = 180 (mm) 4 Thời gian phục vụ lh = 11500 (giờ) 5 Số ca làm việc soca = 2 ca 6 Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: @ = 180o 7 Đặc tính làm việc : êm 1 Công suất làm việc: Plv= F v 1000 =3000.2 , 40 1000 =7 , 2 ( K W ) 2 Hiệu suất hệ dẫn động: o η=ηBR ηOL 2 ηđ ηKn Trong đó,tra bảng 2.3[1] tr19 ta được: Hiệu suất bộ truyền bánh răng :ηBR=0 , 97 Hiệu suất bộ truyền đai để hở:ηđ=0 , 95 Hiệu suất ổ lăn: ηOL=0 , 99 Hiệu suất khớp nối:ηKn=1 → η=ηBR ηOL 2 ηđ ηKn=0 ,97 (0 , 99)2 0 , 95.1=0 , 9 3 Công suất cần thiết trên trục động cơ Pyc= Plv η =7 ,2 0 , 9 =8( KW ) 4 Số vòng quay trên trục công tác: nlv= 60000 v π D = 60000.2, 40 π 180 =254 , 65 (vg / ph ) 5 Chọn tỉ số truyền sơ bộ uSB=uđ uBR 6 Theo bảng 2.4 Tr21 [1] ta có: Tỉ số truyền bộ truyền đai: uđ=2.8 Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng :ubr=4 ⟹ usb=uđ ubr=2, 8 4=11 ,2 6 Số vòng quay trên trục động cơ: nsb=nlv usb=254 , 65.11 , 2=2852 , 08( vg/ ph) 7 Chọn động cơ: Động cơ được chọn phải thỏa mãn: {nđc ≈ nsb=2852 , 08(vg/ ph) Pđc ≥ Pyc=8 ( K W ) Tra bảng 1.3 và 1.7 phụ lục ta chọn được động cơ có các thông số: Động cơ: 4A132M2Y3 Pđc = 11 KW nđc = 2907 (vg/ph) cosφ=0 , 90 η=88 % T k / Tdn=1 , 6 T max/ T dn=2 ,2 Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hệ thống: Tỉ số truyền chung của hệ dẫn động: uch= nđc n = 2907 =11 , 42 lv 254 , 65 Chọn tỉ số truyền của bộ truyền đai: uđ=3 , 15 Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng: ubr=uch u =11 , 42 =3 ,63 đ 3 , 15 Tính toán các thông số trên các trục hệ dẫn động: 1 Số vòng quay trên các trục: Số vòng quay trên trục động cơ: nđc=2907 (vg / ph) 7 Số vòng quay trên trục I: nI= nđc u =2907 =922 , 86( vg/ ph) đ 3 ,15 Số vòng quay trên trục II: nII= nI u = 1038 , 21 =254 , 23( vg/ ph) br 3 , 63 Số vòng quay trên trục công tác: nct=nII =254 , 23( vg / ph) 2 Công suất trên các trục: Công suất trên trục công tác : Pct=Plv=7 , 2(KW ) Công suất trên trục II ( Trục ra của hộp giảm tốc) PII= Pct η = 7 , 2 =7 , 2 (KW ) kn 1 Công suất trên trục I ( Trục vào của hộp giảm tốc) PI= PII η = 7 , 2 =7 , 5( K W ) OL ηbr 0 , 99.0 , 97 Công suất trên trục của động cơ: Pđc= PI η = 7 ,5 =7 , 97( K W ) OL ηđ 0 , 99.0 , 95 3 Mômen xoắn trên các trục: Mô men xoắn trên trục động cơ: T đc= 9 , 55.106 Pđc 9 , 55.106.7 , 97 = =26182 , 83(N mm) nđc 2907 Mô men xoắn trên trục I: T I= 9 , 55.106 PI 9 , 55.106.7 ,5 = =77611 ,99 ( N mm) nI 922 , 86 Mô men xoắn trên trục II: T II = 9 ,55.106 PII 9 , 55.106 7 , 2 =270463.75 (N mm ) = n II 254 ,23 Mô men xoắn trên trục công tác: T ct= 9 ,55.106 Pct 9 , 55.106 7 , 2 = =270463.75( N mm) nct 254 ,23 8 4 Bảng các thông số động học: Trục Động cơ Trục I Trục II Trục công tác Thông số uđ=3 , 15 ubr =3 , 63 ukn=1 P(KW) n(vg/ph) 7 , 97 7,50 7,20 7,20 T(N.mm) 254,23 254,23 2907 922 , 86 270463.75 270463.75 26182 , 83 77611,99 9 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Điều kiện làm việc Đặc tính làm việc: êm Số ca: 2 ca Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài @ = 180o Góc nghiêng : β=180-@ = 180 – 180 = 0o { P1=Pđc=7 , 97(K w) Thông số yêu cầu : T1=T đc=26182 , 83(N mm) n1=nđc=2907 (vg / ph) u=uđ=3 ,15 1 Chọn loại đai và tiết diện đai: Chọn loại đai thang: ( hay sử dụng thường là đai thường hoặc đai hẹp) Tra đồ thị 4.1[1] (trang 59) với các thông số P = 7,97 (kW) và n1= 2907(vg/ph), chọn được tiết diện đai: A 2 Chọn đường kính 2 bánh đai d1 và d2 : Tra bảng 4.13[1] (trang 59) được giới hạn đường kính bánh đai nhỏ Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho trong bảng 4.21[1] (trang 63) phần chú thích Chọn d1= 125 (mm ) Kiểm tra về vận tốc đai v = π d1 n1 60000 = π 125 2907 60000 = 19,03 (m/s) < vmax = 25(m/s) (Thỏa mãn) Xác định d2 theo công thức d2 = u.d1.(1- ϵ ) Cho hệ số trượt ϵ = 0,02, do vậy d2 = u.d1.(1- 0 , 02 ) = 3,15.125 0,98 = 385,86(mm) Theo bảng 4.21[1] ( trang 63) phần chú thích chọn d2 = 400 (mm) 10