Tiểu luận nguyên lý chi tiết máy tính toán hệ dẫn động tải 8

Công suất thiết kế trên trục động cơ:- Hiệu suất dẫn động của hệ thống:Trong đó: – hiệu suất nối trục – hiệu suất 1 cặp ổ lăn – hiệu suất bộ truyền trục vít không tự hãm – hiệu suất bộ t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINHBỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

TIỂU LUẬN

NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY ĐỀ/PHƯƠNG ÁN: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG TẢI/8

môn Thiết kế máyOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢIHK: II, Năm học: 2022-2023 Đề: 06

Phương án: 8Giảng viên môn học: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Nhật TườngMSSV: 21143346

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1 Lực kéo trên băng tải (N): F5800 (N) 2 Vận tốc vòng của băng tải (m/s): V0.4 (m/s)

3 Đường kính tang (mm): D 300 (mm)

4 Số năm làm việc (năm): a 6 ( 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 2 trục của HGT

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

MỤC LỤC

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 5

I Chọn động cơ điện: 5

1 Công suất trên trục công tác: 5

2 Công suất thiết kế trên trục động cơ: 5

3 Xác định tốc độ trục công tác: 5

4 Tính tốc độ sơ bộ của trục động cơ: 5

II Phân phối tỉ số truyền: 6

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HỘP GIẢM TỐC 9 I Thông số đầu vào: 9

1 Điều kiện làm việc: 9

2 Các thông số làm việc của bộ truyền: 9

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC 14

I Thông số đầu vào: 14

4 Kiểm nghiệm độ bền uốn: 16

5 Các thông số cơ bản của bộ truyền: 17

6 Tính nhiệt truyền động trục vít: 17

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 19

1 Chọn vật liệu chế tạo trục: 19

2 Xác định đường kính sơ bộ của trục: 19

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt tải trọng: 19

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀNI Chọn động cơ điện:

1 Công suất trên trục công tác:

- Công suất làm việc:

- Do tải trọng không thay đổi nên ta có công suất tính toán:

2 Công suất thiết kế trên trục động cơ:

- Hiệu suất dẫn động của hệ thống:

Trong đó:

– hiệu suất nối trục – hiệu suất 1 cặp ổ lăn

– hiệu suất bộ truyền trục vít không tự hãm

– hiệu suất bộ truyền xích

- Công suất cần thiết của động cơ:

3 Xác định tốc độ trục công tác:

Trong đó:

- V (m/s) : vận tốc vòng của băng tải - D (mm): đường kính tang

4 Tính tốc độ sơ bộ của trục động cơ:

- Tỉ số truyền chung sơ bộ của động cơ theo bảng 2.4 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 21):

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

- Chọn động cơ thỏa:

Tra phụ lục P1.1 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 234), chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc 50Hz loại 4A112MB6Y3:

II Phân phối tỉ số truyền:1 Tỉ số truyền:

- Tỉ số truyền chung:

- Chọn tỉ số truyền bộ truyền xích - Tỉ số truyền bộ truyền trục vít:

- Kiểm tra sai số tỉ số truyền:

Thỏa mãn điều kiện về sai số tỷ số truyền cho phép.

- Công suất trên trục thứ 3: - Công suất trên trục thứ 2:

- Công suất trên trục thứ 1: - Công suất trên trục động cơ:

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HỘP GIẢMTỐC

I Thông số đầu vào:1 Điều kiện làm việc:

- Đặc tính làm việc: tải trọng không đổi, quay một chiều - Số năm làm việc a (năm): 6 ( năm )

- Số ca làm việc: 2 (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc: 300 ngày/năm - Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: 45 (độ)

2 Các thông số làm việc của bộ truyền:

- Công suất trên trục đĩa xích dẫn: - Tốc độ quay trên trục đĩa xích dẫn: - Tỉ số truyền của bộ truyền xích:

II Trình tự thực hiện:1 Chọn loại xích:

- Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, nên sử dụng xích con lăn.

2 Xác định thông số của xích và bộ truyền:

- Theo bảng 5.4 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 80), với u = 3, chọn số răng đĩa xích nhỏ , do đó số răng đĩa lớn:

- Công suất tính toán:

_ Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

(chọn a = 40p) _ Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích _ Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

(Chất lượng bôi trơn II, môi trường có bụi) _ Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn

(Tải trọng tĩnh, làm việc êm) _ Hệ số tải trọng động (Làm việc 2 ca) _ Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền Như vậy:

Theo bảng 5.5 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 81), với , chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích p = 25,4 mm, thỏa mãn điều kiện bền mòn:

- Bước xích thỏa điều kiện

Với tra bảng 5.2 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 78) - Đường kính vòng đáy đĩa xích:

Như vậy, dùng thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho phép , đảm bảo độ bền tiếp xúc răng đĩa xích dẫn.

- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích bị dẫn:

Như vậy, dùng thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho phép , đảm bảo độ bền tiếp xúc răng đĩa xích bị dẫn.

Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn d1 202 mm Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn d2 606 mm Đường kính vòng đỉnh đĩa xích dẫn da1 214 mm Đường kính vòng đỉnh đĩa xích bị dẫn da2 618 mm Đường kính vòng chân rang đĩa xích dẫn df1 186 mm Đường kính vòng chân rang đĩa xích bị dẫn d 590 mm

Bước xích p 25,4 Số dãy xích kd 1

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐCI Thông số đầu vào:

1 Tính sơ bộ vận tốc trượt và chọn vật liệu:

- Với dùng đồng thanh không thiếc, cụ thể là đồng thanh nhôm – sắt – niken БpA ЖH 10-4-4 để chế tạo bánh vít Chọn vật liệu trục vít là thép 45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC 45.

- Tra bảng 7.1 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 146), vật liệu đồng thanh nhôm – sắt – niken БpA ЖH 10-4-4 đúc li tâm:

- Tra bảng 7.2 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 148), cặp vật liệu БpA ЖH 10-4-4 và thép tôi tương ứng

- Với bộ truyền quay một chiều: - Hệ số tuổi thọ:

Trong đó:

- Ứng suất cho phép của bánh vít:

- Ứng suất cho phép của bánh vít khi quá tải:

2 Tính thiết kế:

- Khoảng cách trục:

Với , chọn Do đó

Kiểm tra sai số tỉ số truyền:

Tính sơ bộ q theo công thức thực nghiệm:

3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

- Do tải trọng không đổi nên:

- Tra bảng 7.2 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 148), ứng suất tiếp xúc cho phép

Thỏa mãn điều kiện về độ bền tiếp xúc.

4 Kiểm nghiệm độ bền uốn:

- Số răng tương đương:

- Tra bảng 7.8 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 154), hệ - Module pháp của răng bánh vít: - Ứng suất uốn tại chân răng bánh vít: Thỏa mãn điều kiện về độ bền uốn.

5 Các thông số cơ bản của bộ truyền:

- Diện tích bề mặt hộp được quạt nguội: - Hiệu suất bộ truyền trục vít:

- Chọn hệ số tỏa nhiệt:

- Chọn hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy: - Chọn hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt:

- Hệ số kể đến sự giảm nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời gian do làm việc ngắt quãng:

- Chọn và

- Diện tích tỏa nhiệt của phần hộp:

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt tải trọng:

- Tra bảng 10.2 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 189):

- Tra bảng 10.3 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 189), ta chọn:

Trục 1:

- Chiều dài mayo nửa khớp nối trên trục 1:

- Khoảng côngxôn trục 1:

- Khoảng cách giữa 2 gối đỡ trên trục 1:

- Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tâm trục vít trên trục 1:

Trục 2:

- Chiều dài mayo bánh vít trên trục 2: - Chiều dài mayo đĩa xích trên trục 2:

- Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tâm bánh vít trên trục 2: - Khoảng cách giữa 2 gối đỡ trên trục 2:

- Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tâm đĩa xích trên trục 2:

4 Xác định đường kính trục:

- Bộ truyền trục vít:

Với D là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục đàn hồi, tra bảng t

16.10a (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 2, trang 68) ta được:

Trục 1:

Xét mặt phẳng Oxz:

Xét mặt phẳng Oyz:

Momen tương đương tại tiết diện j:

Đối với trục đặc, đường kính trục tại tiết diện j:

Với , tra bảng 10.5 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 195).

5 Kiểm nghiệm độ bền mỏi:

- Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:

Trong đó:

_ hệ số an toàn cho phép

_ hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại mặt cắt j

Vì trục quay làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối Giới hạn mỏi uốn: Giới hạn mỏi xoắn:

Tra bảng 10.7 (sách Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động cơ khí tập 1, trang 197), ta có:

- Các tiết diện nguy hiểm: (A), (B), (C), (F), (G), (H)

- Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh vít, bánh xích và nối trục

Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột (chẳng hạn khi mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh theo công thức:

Trong đó:

Suy ra:

Các tiết diện nguy hiểm đều thỏa điều kiện bền tĩnh.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] L V U Trịnh Chất, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1, 2006 [2] L V U Trịnh Chất, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 2, 2006