Tiểu luận môn học nguyên lý – chi tiết máy tính toán hệ dẫn động băng tải

1 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THU T THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ẬKHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGUYÊN LÝ CHI TI T MÁY – Ế... CHỌN CHIỀU DÀI SƠ BỘ KHO NG CÁCH TR C .... KIỂM NGHIÊMH ĐAI VỀ TUỔI THỌ .... T

1

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THU T THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ậ

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

NGUYÊN LÝ CHI TI T MÁY – Ế

TÍNH TOÁN H DỆ ẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

GV hướng dẫn: TS.Văn Hữu Thịnh Sinh viên: Nguy n ễ Đức Tài - 21145262

Nhóm: 10 CLC Buổi: Thứ 2 , ti t 1-3ế

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 11, 2022

3 CHỌN CHIỀU DÀI SƠ BỘ KHO NG CÁCH TR C Ả Ụ

4 TÍNH CHIỀU DÀI ĐAI L

5 KIỂM NGHIÊMH ĐAI VỀ TUỔI THỌ

6 TÍNH LẠI KHO NG CÁCH TR C THEO CÔNG TH C Ả Ụ 𝑎 Ứ

7 TÍNH GÓC ÔM α1TRÊN BÁNH ĐAI DẪN

3 XÁC ĐỊNH KHO NG CÁCH GIẢ ỮA GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT L C Ự

4 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH CỦA CÁC TIẾT DIỆN THÀNH PHẦN TRỤC

5 TÍNH TOÁN VỀ ĐỘ BỀN MỎI

6 TÍNH KIỂM NGHIỆM ĐỘ Ề B N C A THEN Ủ

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả

3

Hình 1: H dệ ẫn động băng tải

1 Đông cơ điện

2 Bộ truyền đai thang

3 Hộp giảm t c 1 cố ấp trục vít-bánh vít

4 Nối trục đàn hồi

5 Băng tải

Hình 2: Sơ đồ tải tr ng ọ

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1 Lực kéo trên băng tải (N): F 3600

2 Vận t c vòng cố ủa băng tả Vi (m/s): 1,0

3 Đường kính tang (mm): D 400

4 Số năm làm việc a(năm): 4

5 Số ca làm vi c: (ca), th i gian: h/ca, s ngày làm vi c: ệ 2 ờ 6 ố ệ 300 ngày/năm

6 Góc nghiêng đường n i tâm b truy n ngoài ố ộ ề : 150 độ

7 Sơ đồ tải trọng như hình 2

Khối lượng sinh viên th c hi n: 01 b n thuy t minh tính toán gự ệ ả ế ồm:

1 Chọn động cơ điện và phân ph i t s truy n ố ỉ ố ề

2 Tính toán thi t k b truy n ngoài c a HGT ế ế ộ ề ủ

3 Tính toán thi t k b truy n c a HGT ế ế ộ ể ủ

4 Tính toán thi t k 2 tr c c a HGT ế ế ụ ủ

0, 76 kW

t ctP

u u u

2 2

2

3 3

3

9,55.10 9,55.10 4,71

30914 ( )1455

9,55.10 9,55.10 4,48

73512 ( )582

9,55.10 9,55.10 3,64

727390 ( )47,79

9,55.10 9,55.10 3,6

719397 ( )47,79

m m

dc

P

nP

nP

nP

1455

2,5 582

12,18

dc d

h

n

u n

0,55(𝑑1+ 𝑑2)+ ℎ = 0,55× (140 355+ )+ 10,5 =2832(𝑑1+ 𝑑2)= 2 × (140 + 355 = 990 ) Như vậy a = 426 mm, thỏa điều ki n công th c (3.18): 283 < 426 < 990 (mm) ệ ứ

8

4 Tính chiều dài đai L (mm):

Chiều dài đai:

l = 2a + 0,5π(𝑑1+ d2) + (𝑑2- d1) 2/( )4a

= 2.426+ 0,5.π 140 + 355 ( ) + (355 - 140)2/(4.426) = 1657 mm

Chọn theo tiêu chu n l = 1600 mm ( Bẩ ảng 4.5)

5 Kiểm nghiệm đai về ổ tu i th : s vòng ch y cọ ố ạ ủa đai trong 1 giây

i = 𝑣

𝑙 = 10,6657 1,6 = 6,67 (l n/s) < [i] = 10 ầ

6 Tính l i kho ng cách tr c theo công th c: ạ ả ụ 𝒂 ứ

𝑎 =𝜆 + √𝜆42− 8Δ2 = 397 (𝑚𝑚) Trong đó:

9

9 Chiều rộng bánh đai B:

Chiều rộng bánh đai B được tính theo công th c: ứ

Tiết diện đai Chọn tiết diện đai loại Б

Với 𝑣𝑠< 5 𝑚/𝑠 dùng đồng thanh không thiếc và đồng thau, c th là ụ ể thanh nhôm s t ắ

niken БpAЖН 10 – 4 – 4 ch tđể ế ạo bánh vít Ch n v t li u trọ ậ ệ ục vít là thép 45, tôi b ề

mặt đạt độ rắn HRC 45

2 Ứng su t ti p xúc cho phép: ấ ế

Theo b ng 7.1, v i bánh vít bả ớ ằng БpAЖН 10 – 4 – 4 đúc li tâm 𝜎𝑏= 600 𝑀𝑃𝑎, 𝜎𝑐ℎ=

200 𝑀𝑃𝑎 Theo b ng 7.2 v i c p v t li u ả ớ ặ ậ ệ БpAЖН 10 – – 4 4 và thép tôi, [𝜎𝐻] =228,7 𝑀𝑃𝑎

3 Ứng su t u n cho phép [ ấ ố 𝝈𝑭] cho sơ đồ ả t i trọng tĩnh:

V i b truyớ ộ ền làm vi c 1 chi u ệ ề [𝜎𝐹𝑜] tính:

[𝜎𝐹𝑜] = 0, 𝜎25 𝑏+ 0, 𝜎08 𝑐ℎ= 0, 600 + 0, 20025 08 =166 Mpa

H s tu i th : ệ ố ổ ọ

𝐾𝐹𝐿= √109 6/𝑁𝐹𝐸 = 0,81 Trong đó:

𝑁𝐹𝐸= 60 𝑛2 𝑡1 = 60 47 79 3600 , = 10322640 chu kỳ

[𝜎𝐹] = [𝜎𝐹𝑜 𝐾𝐹𝐿 = 166.0,81 134 46] = , 𝑀𝑃𝑎

[𝜎𝐻]𝑚𝑎𝑥 = 2𝜎𝑐ℎ = 2.200 400= 𝑀𝑃𝑎 [𝜎𝐹]𝑚𝑎𝑥 = 0,8 𝜎𝑐ℎ = 0,8.200 = 160 𝑀𝑃𝑎

𝑣 = 2,𝑡 49 m/s theo bảng 7.7 tra được 𝑲𝑯= 𝟏, 𝟐𝟏

𝜎𝐻= (170𝑧2) √[𝑧2+𝑞𝑎𝑤 ]3 𝑇2.𝐾𝐻

𝑞 = (17030) √[30+9160]3 727390 1 1,219

= 213,26 (Mpa) ≤ [𝜎𝐻] = 228,7 Mpa Thoả điều ki n ệ

𝜎𝐹= 1,4 𝑇2 𝑌𝐹 𝑏2 2𝐾𝐹𝑑 𝑚𝑛= 1,4 727390 1, 71 66 240. .8/cos (11,3) = 12,023 𝑀𝑃𝑎1,21Trong đó 𝑑2= 𝑚 𝑧2 = 8.30 240= 𝑚, 𝑚𝑛= 𝑐𝑜𝑠𝛾𝑚 =cos (11,3)8

𝑃1=𝑃𝜂 =2 𝑇2 𝑛1

9,55 10 6 𝑢 𝜂=9,55 10 15727390.582. 6. .0,75 = 3,94 𝑘𝑊Khi đó: 𝐴 = 1000 1−η 𝑃( ) 1

[0,7.𝐾 𝑡 1+𝜓 +0,3.𝐾 ( ) 𝑡𝑞 ].𝛽.([𝑡𝑑]−𝑡𝑜)= [0,7.13.(1+0,1000 1−0,(25)+0,3 .1.( −75).3,9417] 90 20)= 0,85 𝑚2

15

Đường kính các trục được xác định theo công thức:

𝑑1≥ √3 0,2 [𝜏]𝑇1 = √3735120,2.12= 31 29, 𝑚𝑚 Chọn 𝑑1= 32 𝑚𝑚

𝑑2≥ √30,2 [𝜏]𝑇2 = √37273900,2.30 = 49 49, 𝑚𝑚 Chọn 𝑑2= 50𝑚𝑚

- 𝐷𝑡: là đường kính vòng tròn qua tâm các ch t c a n i trố ủ ố ục đàn hồi

3 Xác đị nh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

Dựa theo b ng 10.2 chi u r ng các ả ề ộ ổ lăn là 𝑏01 = 21 mm và 𝑏02 = 27 mm

Chiều dài mayo bánh đai trên trục I :

4 Xác định đường kính của các tiết diện thành phần của trục:

a Tính toán ph n l c, momen uả ự ốn và đường kính trục tại các ti t di n trên tr c I: ế ệ ụ

Chọn h trệ ục tọa đ như hình vẽộ :

17

+ Momen u n trên tr c vít: ố ụ 𝑀𝑎1= 𝐹𝑎1.𝑑1

2= 5510 53, 722= 198379 08, 𝑁𝑚𝑚 + Chuy n mô hình tính toán t chi ti t máy v mô hình s c b n v t li u ể ừ ế ề ứ ề ậ ệ

+ Phương trình cân bằn momen tại B theo phương x:

∑ 𝑀𝐵= 0 ⟺ −𝐹đ𝑥 𝐴𝐵 − 𝐹𝑡1 𝐵𝐶 + 𝑋𝐷 𝐵𝐷 = 0

⇔ −𝐹đ cos(180°−149°) 𝑙 − 𝐹12 𝑡1 𝑙13+ 𝑋𝐷 𝑙11= 0

⟺ −799 62 cos(180, °− 149°) 65 1391− ,31 129+ 𝑋𝐷 258 = 0

⟺ 𝑋𝐷= 868 34, (𝑁) + Phương trình cân bằng momen tại B theo phương y:

∑𝑀𝐵= 0 ⟺ − 𝐹đ𝑦 𝐴𝐵 + 𝑀𝑎1− 𝐹𝑟1 𝐵𝐶 + 𝑌𝐷 𝐵𝐷 = 0

⟺ −𝐹đ sin(180°−149°) 𝑙 + 𝑀12 𝑎1− 𝐹𝑟1 𝑙13+ 𝑌𝐷 𝑙11= 0

⟺ −799 62, sin(180 149°− °) 65 198379 08 2025+ , − , 97 129+ 𝑌𝐷 258 = 0

⟺ 𝑌𝐷= 347 83, (𝑁) + Phương trình cân bằng lực:

∑ 𝑋 = 0 ⟺ − 𝐹đ𝑥− 𝑋𝐵+ 𝐹𝑡1− 𝑋𝐷= 0

⟺ −𝐹đ cos(180°−149°) − 𝑋𝐵+ 𝐹𝑡1− 𝑋𝐷= 0

⟺ −799 62, cos(180 149°− °) − 𝑋𝐵+1391 31, −868,34 = 0

⟺ 𝑋𝐵= −162 44, (𝑁) + Phương trình cân bằng lực:

∑ 𝑌 = 0 ⟺ −𝐹đ𝑦− 𝑌𝐵+ 𝐹𝑟1− 𝑌𝐷= 0

⟺ −𝐹đ sin(180°−149°) − 𝑌𝐵+ 𝐹𝑟1− 𝑌𝐷= 0

⟺ −799 62, sin(180 149°− °) − 𝑌𝐵+2025 97, −347, = 083

⟺ 𝑌𝐵= 1266 31, 𝑁

18

19

+ Tính momen uốn tương đương : Mtđj = √𝑀𝑗2+ 0, 𝑇75 2 V i Mj=ớ √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗2 2

T: Momen xoắn trên tr c ; T1 = ụ 73512 Nmm

Từ công th c và biứ ểu đồ momen, lần lượt ta tính được momen u n t i các v trí A,B,C,D: ố ạ ị

= √363663,260,1.63 = 21 62, 𝑚𝑚

𝑑𝐵(1)= √ 𝑀𝑡đ𝐵0,1 [𝜎1]

3

= √3821850,1.63= 23 54, 𝑚𝑚

𝑑𝐶(1)= √ 𝑀𝑡đ𝐶0,1 [𝜎1]

21

+ Momen uốn trên bánh răng số 2:

𝑀𝑎2= 𝐹𝑎2.𝑑22 =1391,31 240 2 = 166957,2 𝑁𝑚𝑚 + Chuy n mô hình tính toán t chi ti t máy v mô hình s c b n v t li u ể ừ ế ề ứ ề ậ ệ

ng momen t+ Phương trình cân bằ ại A theo phương y:

∑ 𝑀𝐴= 0 ⟺ 𝐹𝑟2 𝐴𝐵 + 𝑀𝑎2− 𝑌𝐶 𝐴𝐶 = 0

⟺ 𝐹𝑟2 𝑙22+ 𝑀𝑎2− 𝑌𝐶 𝑙21= 0

⟺ 2025,97 71 166957+ ,2 − 𝑌𝐶 142 = 0

⟺ 𝑌𝐶= 2188 74, 𝑁 + Phương trình cân bằng momen tại A theo phương x:

22

23

+ Tính momen uốn tương đương : Mtđj = √𝑀𝑗2+ 0, 𝑇75 2 V i Mj=ớ √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗2 2

T: Momen xoắn trên trục ; 𝑇2= 727390 Nmm

Từ công th c và biứ ểu đồ momen, lần lượt ta tính được momen u n t i các v trí A,B,C,D: ố ạ ị

𝑑𝑗= √0,1 [𝜎𝑀𝑡đ𝑗

1]3

Trong đó: [𝜎2]- ng su t cho phép c a thép ch t o trứ ấ ủ ế ạ ục II, tra bảng 10.5 v i ớ 𝑑2= 50𝑚𝑚,

chọn [𝜎2] = 50 MPa

24

Từ , ta lđó ần lượ ính được các đườt t ng kính trục qua các tiết di n t i A,B,C,D: ệ ạ

𝑑𝐵(2)= √ 𝑀𝑡đ𝐵0,1 [𝜎2]

3

= √3686414 130,1.50, = 51 59, 𝑚𝑚

𝑑𝐶(2)= √ 𝑀𝑡đ𝐶0,1 [𝜎2]

3

= √36324960,1.50 = 50 20, 𝑚𝑚

𝑑𝐷(2)= √ 𝑀𝑡đ𝐷0,1 [𝜎2]

𝐾𝜎𝑑𝑗.𝜎𝑎𝑗

được xác đ nh theo bảng 10.6 ị

Dựa vào k t c u tr c và biế ấ ụ ểu đồ momen tương ứng, có th th y ti t di n nguy ể ấ ế ệ

hiểm đối với các tr c là: ụ

+ Trục I: vị trí l p bắ ánh đai A, vị trí l p ắ ổ lăn B, vị trí l p tr c vít C ắ ụ

+ Trục II: vị trí l p bánh vít B, v trí l p ắ ị ắ ổ lăn C, vị trí l p l p kh p n i D ắ ắ ớ ố

Chọn l p ghép: Các ắ ổ lăn lắp trên tr c theo k6, bụ ánh răng, bánh đai, nối tr c ụ

theo k6 k t h p v i l p then ế ợ ớ ắ

Kích thư c của then tra b ng 9.1a, tr s c a momen c n u n và c n xo n tra ớ ả ị ố ủ ả ố ả ắ

bảng 10.6 ng vứ ới các ti t diế ện như sau:

Trục Tiết diện Đường k nh trục í b x h t1 W (mm3) W0 (mm3)

μm, do đó theo bảng 10.8 ệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt , h 𝑲𝒙= 1,06

26

+ Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó hệ số tăng bền 𝑲𝒚= 1

+ Theo b ng 10.12, khi dùng dao phay ngón, h s t p trung ng su t t i rãnh then ng v i v t ả ệ ố ậ ứ ấ ạ ứ ớ ậliệu có 𝝈𝒃= 600 MPa là 𝑲𝝈= 1,76, 𝑲𝝉 = 1,54 Theo b ng ả 10.10, tra h s ệ ố kích thước 𝜀𝜎 𝜀và 𝜏

ứng với đường kính của tiết diện nguy hiểm, t ừđó xác định được tỉ số 𝐾𝜎/𝜀𝜎 và 𝐾𝜏/𝜀𝜏 t i rãnh ạthen trên các ti t di n này ế ệ

+ Theo b ng 10.11, v i ki u lả ớ ể ắp đã chọn, 𝜎𝑏= 600 MPa và đường kính của tiết di n nguy hi m ệ ểtra đượ ỉc t số 𝐾𝜎/𝜀𝜎 và 𝐾𝜏/𝜀𝜏 do lắp căng tại các ti t diế ện này, trên cơ sở đó dùng giá trị ớn hơn ltrong hai giá tr c a ị ủ 𝐾𝜎/𝜀𝜎 tính để 𝐾𝜎𝑑 và giá tr lị ớn hơn trong hai giá trị ủ c a 𝐾𝜏/𝜀𝜏 tính để 𝐾𝜏𝑑

Bảng k t qu tính toán các h sế ả ệ ố 𝑲𝝈𝒅, 𝑲𝝉𝒅đối v i các ti t di n cớ ế ệ ủa hai trục

28

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả[1] PGS.TS.Tr nh Ch t - ị ấ TS Lê Văn Uyển : Tính toán thi t k h dế ế ệ ẫn động cơ

khí t p m t NXB Giáo dậ ộ ục Việt Nam ( 2010)

[2] PGS.TS.Tr nh Ch t - ị ấ TS Lê Văn Uyển : Tính toán thi t k h dế ế ệ ẫn động

cơ khí hai NXB Giáo dục Việt Nam (2010)