Tiểu luận tính toán hệ dẫn động băng tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINHKHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAOTIỂU LUẬNMôn học: Nguyên lý – Chi tiết máyTÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢIGiáo viên hướng dẫn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

TIỂU LUẬN Môn học: Nguyên lý – Chi tiết máy TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chí Tường

MSSV: 20143076 ( Nhóm sáng thứ 5 )

Bình Định, tháng 11 năm 2021



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

TIỂU LUẬN Môn học: Nguyên lý – Chi tiết máy TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chí Tường

MSSV: 20143076 ( Nhóm sáng thứ 5 )

Bình Định, tháng 11 năm 2021



Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chí Tường MSSV: 20143076

Hình 1: hệ dẫn động băng tải

1 Đông cơ điện

2 Bộ truyền xích

3 Hộp giảm tốc 1 cấp trục vít- bánh vít

4 Nối trục đàn hồi

5 Băng tải

Hình 2: Sơ đồ tải trọng

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1 Lực kéo trên băng tải (N): 3800 (N)F

2 Vận tốc vòng của băng tải (m/s): 0,8 (m/s)V

3 Đường kính tang (mm): 400 (mm)D

4 Số năm làm việc a(năm): 7 (năm)

5 Số ca làm việc: 2 (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc:300 ngày/năm

6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @: 45 (độ)

7 Sơ đồ tải trọng như hình 2

Khối lượng sinh viên thực hiện: 01 bản thuyết minh tính toán gồm:

1 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài của HGT

3 Tính toán thiết kế bộ truyển của HGT

4 Tính toán thiết kế 1 trục của HGT

MỤC LỤ

PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1

1 Chọn động cơ 1

1.1 Xác định công suất động cơ điện trên trục động cơ điện 1

1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ 1

2 Phân phối tỉ số truyền 1

2.1 Tỉ số truyền hệ dẫn động 1

2.2 Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục 2

PHẦN 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HGT 3

1 Thông số đầu vào 3

2 Tính toán bộ truyền xích 3

2.1 Chọn loại xích 3

2.2 Chọn số răng xích 3

2.3 Xác định bước xích p 3

2.4 Khoảng cách trục 4

2.5 Kiểm nghiệm số lần va đập i của bản lề xích trong một giây 5

2.6 Tính toán kiểm nghiệm xích về độ bền 5

2.7 Các thông số của đĩa xích 5

2.8 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích 6

2.9 Xác định lực tác dụng lên trục 7

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC 8

1 Tính sơ bộ vận tốc trượt 8

2 Định ứng suất cho phép 8

3 Tính thiết kế 8

3.1 Khoảng cách trục 8

3.2 Tính modun 9

4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 9

5 Kiểm nghiệm độ bền uốn 10

6 Các thông số cơ bản của bộ truyền 11

7 Tính nhiệt truyền động trục vít 11

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 1 TRỤC CỦA HGT 12

1 Chọn vật liệu: 12

2 Tính sơ bộ đường kính trục: 12

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 13

4 Tải trọng tác dụng lên các trục: 14

5 Tính chính xác đường kính các đoạn trục 18

6 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 19

7 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Chọn động cơ

1.1 Xác định công suất động cơ điện trên trục động cơ điện

Công suất trên trục công tác: P = = = 3.04 (kW)

Công suất tính: P = P ( tải trọng tĩnh )t

Công suất cần thiết trên trục động cơ:

= 0.99 ( hiệu suất của 1 cặp ổ lăn );

(hiệu suất của bộ truyền xích)

1.2 Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ.

Tốc độ quay của trục công tác: n = (vg/ph)

ut = ux.uh = 2,07.18 = 37,26

(Thỏa mãn điều kiện về sai số)

2.2 Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục.

 Xác định công suất trên các trục:

PHẦN 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HGT

1 Thông số đầu vào

Công suất của đĩa dẫn xích: P = 3,30 (kW)2

Tốc độ quay của đĩa dẫn xích: n = 79,17 (vg/ph)2

Số răng đĩa xích bị dẫn là: z = u.z = 2,07.25 = 51,75 (răng)2 1

ko = 1 – Đường nối tâm hai đĩa xích so với phương nằm ngang (

kđc = 1 – Vị trí trục được điều chỉnh bằng 1 trong 2 đĩa xích

Tuy nhiên với p = 31,75 mm thì đường kính của đĩa xích bị dẫn lớn

Trong điều kiện này, ta chọn p có trị số nhỏ hơn và tang số đĩa xích, bằngcách áp dụng công thức:

= = 3

Chọn 4 dãy xích có bước xích p = 19,05

2.4 Khoảng cách trục

Chọn sơ bộ khoảng cách trục a = 40p = 40.19,05 = 762 (mm)

Hệ số an toàn

Theo bảng 5.10 với p = 19,05; n = 79,17 vg/ph => [S] = 8,2 2

Vậy S = 23,75 > [S] = 8,2, bộ truyền xích đảm bảo độ bền

2.7 Các thông số của đĩa xích

Đường kính vòng chia đĩa xích tính theo công thức:

Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn d2 316

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích dẫn da1 160,32Đường kính vòng đỉnh đĩa xích bị dẫn da2 324,46Đường kính vòng chân răng đĩa xích dẫn df1 140

Đường kính vòng chân răng đĩa xích bị dẫn df2 304

q = 0,3.z = 0,3.36 = 10,8 - Hệ số đường kính trục vít, được tiêu2

chuẩn hóa theo modun tiêu chuẩn m, xem bảng 7.3 chọn q = 12,5

Dựa vào bảng tiêu chuẩn 7.3 chọn m = 8

5 Kiểm nghiệm độ bền uốn

Chiều rộng bánh vít tra bảng 7.9, khi z = 2, b 0,75d1 2 a1

6 Các thông số cơ bản của bộ truyền.

vít

d1, d2 100, 288 mmĐường kính vòng chân TV và bánh

Khi đó:

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 1 TRỤC CỦA HGT

1 Chọn vật liệu:

Vì trục hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên dùng thép 45 có

δb=600Mpa, ứng suất xoắn cho phép [δ]=12-20Mpa

2.Tính sơ bộ đường kính trục:

Đường kính trục chỉ xác định bằng momen xoắn theo công thức:

Trong đó:

T – momen xoắn trên trục (N.mm)

- ứng suất xoắn cho phép MPa

Đường kính trục I

Chọn d = 20 mm => b = 15 mmo1

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.

k3 = 10 20; chọn k = 15: khoảng cách tự mặt mút ổ tới nắp ổ3

hn = 15 20; chọn h = 15: Chiều cao nắp ổ và đầu bulongn

lm12: Chiều dài mayơ tới trục đàn hồi

lm12 = (1,4 2,5).d = (1,4 2,5).20 = (28 50), Chọn l = 45mm1 m12

4 Tải trọng tác dụng lên các trục:

V

Sơ đồ phân tích lực

Lực ăn khớp bộ truyền trục vít, bánh vít:

Z1

I

=

Biểu Đồ Lực Trục

5 Tính chính xác đường kính các đoạn trục.

Theo công thức 10.17;

: ứng suất cho phép

Mtđ = modun tương đương

Theo bảng 10.5, chọn = 63 MPa, ứng với thép C45 có đường kính trục d < 30(mm)

Tại tiết diện lắp ổ lăn B, D:

Tại tiết diện lắp khớp nối tại A:

Tại tiết diện lắp trục vít tại C:

Vậy: ; ; ;

6 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.

Kiểm nghiệm mỏi tại mặt cắt nguy hiểm tại C

Kiểm tra điều kiện bền thỏa:

thức gia công và độ nhẵn bề mặt, tra bảng 10.8 ta được

- : Hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề

mặt, cơ tính vật liệu, Tra bảng 10.9 ta được

- Theo bảng 10.11, với kiểu lắm k6:

Đối với trục quay 1 chiều:

Khi trục quay 1 chiều:

Theo 10.26:

Trong đó:

- : Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương

thức gia công và độ nhẵn bề mặt, tra bảng 10.8 ta được

- : Hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề

mặt, cơ tính vật liệu, Tra bảng 10.9 ta được

- Theo bảng 10.11, với kiểu lắm k6:



Từ các số liệu trên ta có:

Kết luận: Không cần phải kiểm tra về độ cứng của trục.

7 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh.

Theo 10.27, công thức kiểm nghiệm có dạng:

- Xét tại tiết diện nguy hiểm C:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trịnh Chất – Lê Văn Uyển: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1 vàNhà xuất bản giáo dục, 2003

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···