TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁYTIỂU LUẬNNGUYÊN L – CHI TIẾT MÁYTHÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾĐỀ TÀI/PHƯƠNG ÁN: TÍNH TOÁN HÊ D*N ĐÔNG BĂNG TẢI/3 Giảng viên HD:
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
TIỂU LUẬNNGUYÊN L – CHI TIẾT MÁYTHÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
ĐỀ TÀI/PHƯƠNG ÁN: TÍNH TOÁN HÊ( D*N ĐÔ(NG BĂNG TẢI/3
Giảng viên HD: PGS.TS Văn H2u Th5nh
Trang 2MỤC LỤC
PHẦN 1: CHỌN ĐÔ(NG CƠ ĐIÊ(N VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1 Chọn động cơ điện 3
2 Phân phối tỉ số truyền 4
PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔ( TRUYỀN NGOÀI CỦA HGT 7
1 Thông số đầu vào 7
2 Tỷ số truyền thực tế 8
3 Khoảng cách 2 trục a 8
4 Chiều dài đai theo công thức (4.4) 8
5 Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ 9
6 Tính góc ôm α1 10
7 Tính số đai Z 10
8 Chiều rộng bánh đai 11
9 Lực tác dụng lên trục 11
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔ( TRUYỀN CỦA HGT 13
1 Tính sơ bộ vận tốc trượt theo công thức (6.1) 13
2.Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] 13
3.Ứng suất uốn cho phép [σ ] cho sơ đồ tải trọng tĩnh 13F 4.Tính thiết kế 13
5.Kinh nghiệm độ bền tiếp xúc 14
6.Kiểm nghiệm độ bền uốn 15
7.Các thông số cơ bản của bộ truyền 16
Trang 34 Xác định đường kính của các tiết diện thành phần của trục 22
4.1.Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục I 22
4.2.Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục II 27
5 Tính toán về độ bền mỏi 32
6 Tính kiểm nghiệm độ bền của then 35
TÀI LIÊ(U THAM KHẢO 37
Trang 41 Trường ĐHSPKT TP.HCM
Khoa Cơ khí Chế Tạo Máy
Bộ môn Thiết kế máy
TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN L – CHI TIẾTMÁY
TÍNH TOÁN HÊ( D*N ĐÔ(NG BĂNG TẢI
HKII, Năm học: 2022-2023
ĐP: 5 Phương án: 19
Giảng viên môn học: PGS.TS.Văn Hữu Thịnh
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Nhân MSSV: 22146186
Trang 5SỐ LIÊ(U CHO TRƯRC:
1 Lực kéo trên băng tải (N): 5500F
2 Vận tốc vòng của băng tải (m/s): 0,35V
3 Đường kính tang (mm): 220D
4 Số năm làm việc a(năm): 4
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 @: 150 (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
Trang 6PHẦN 1:CHỌN ĐÔ(NG CƠ ĐIÊ(N VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1 Chọn động cơ điện
Gọi P : Công suất cần thiết trên trục động cơct Pt : Công suất trên trục công tác
η : hiệu suất chung Ta có công thức:
Công suất trên trục công tác: P t¿F v
1000=5500 ,0 35
1000=1.925 (kW) Công suất tính: P = P ( tải trọng tĩnh)t
Công suất cần thiết trên trục động cơ η = ηntηtvηđη ô3
= 1 0,82 0,96 0,993 = 0,764 Trong đó theo bảng 2.1 trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ: + ηnt= 1 (hiệu suất nối trục )
+ ηtv = 0,82 (hiệu suất bộ truyền trục vít) + ηđ = 0,96 (hiệu suất bộ truyền đai thang) + ηô = 0,99 (hiệu suất của 1 cặp ổ lăn)
Pct = = 1.9250,764 = 2.519 (kW) Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ: Tốc độ quay của trục công tác:
π D =60000.0,35
π 220 =30,384(vgph)
Trang 7Hệ số truyền động cơ khí có bộ truyền đai thang và hộp giảm tốc 1 cấp trục vít Tỉ số truyền chung sơ bộ:
usb = uđ.uh = 2.15 = 30 Trong đó theo bảng 2.2 ta chọn :
+ uđ = 2 ( tỉ số bộ truyền đai)
+ uh = 15 (tỉ số truyền của hộp giảm tốc cấp 1 trục vít) Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
- Chọn trước tỉ số truyền u của bộ truyền đai thang: đ uđ = 3 - Tính tỉ số truyền bộ truyền trục vít của hộp giảm tốc
Trang 85
Trang 11PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI CỦA HGT
Thông số đầu vào
Theo hình 4.1 chọn tiết diện là A với thông số sau: Kích thước tiết diện b = 14;t
Công suất trên bánh đai dẫn Pm= 2,513 (kW) Tốc độ quay của bánh đai dẫn nđc = 950 (vg/ph)
Trang 12Với a=400 (mm) => thỏa điều kiện
3 ChiPu dài đai theo công thức (4.4)
Chiều dài đai l được tính theo công thức (3.5): Quy tròn l theo trị số tiêu chuẩn (bảng 4.5)
Chọn chiều dài tiêu chuẩn: l = 1700 (mm)
Trang 134 Kiểm nghiệm đai vP tuổi thọ
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ theo số vòng chạy của đai trong 1 giây
Trang 29Với Mtđ=0 , để phù hợp với kết cấu cũng như lắp đặt, nên chọn đ ường kính tại B bằng đường kính tại D, nên dB
= 22,76(mm)
- Trị số d tại các tiết diện lắp ổ lăn, bánh lăn, bánh đai và khớp nối phải lấy theo j tiêu chuẩn nên ta có được:
Trang 3027
Trang 314.2 Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện
- Chuyển mô hình tính toán từ chi tiết máy về mô hình sức bền vật liệu - Phương trình cân bằng momen tại A theo phương Y:
Trang 32T: Momen xoắn trên trục, T = 26 02641 (N.mm)
Từ công thức và biểu đồ momen, lần lượt ta tính được momen uốn tại các vị trí A,
Trang 33=0 , để phù hợp với kết cấu cũng như lắp đặt, nên chọn đường kính tại B bằng đường kính tại D, nên dA
= 47,4(mm)
- Trị số d tại các tiết diện lắp ổ lăn, bánh lăn, bánh đai và khớp nối phải lấy theo j tiêu chuẩn nên ta có được :
Trang 3431
Trang 355.Tính toán vP độ bPn 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, [s] [s] = (1,5÷2,5);
sσj, sτj hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất tiếp tại tiết diện j:
Trang 36Với W và W là momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện j của trục, đượcjoj xác định theo bảng 10.6.
- Dựa vào kết cấu trục và biểu đồ momen tương ứng, có thể thấy tiết diện nguy hiểm đối với các trục là:
+ Trục I: vị trí lắp bánh đai A, vị trí lắp ổ lăn B, vị trí lắp trục vít C + Trục II: vị trí lắp bánh vít B, vị trí lắp ổ lăn C, vị trí lắp lắp khớp nối D - Chọn lắp ghép: Các ổ lăn lắp trên trục theo k6, bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then.
Kích thước của then tra bảng 9.1a, trị số của momen cản uốn và cản xoắn tra bảng 10.6 ứng với các tiết diện như sau:
Trục Tiết diện Đường kính trục b×h t1 W (mm3) Wo (mm )3
Trang 37+ Các trục được gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5…0,63 μm, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt K = 1,06.x
+ Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó hệ số tăng bền K = 1.y + Theo bảng 10.12, khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có σ = 600 MPa là K = 1,76, K = 1,54 Theo bảng b σ τ 10.10, tra hệ số kích thước ε và ε ứng với đường kính của tiết diện nguy hiểm,σ τ từ đó, xác định được tỉ số Kσ/εσ và Kτ/ετ tại rãnh then trên các tiết diện này Theo bảng 10.11, ứng với kiểu lắp đã chọn, σ = 600 MPa và đường kính của b tiết diện nguy hiểm tra được tỉ số Kσ/εσ và Kτ/ετ do lắp căng tại các tiết diện này, trên cơ sở đó dùng giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Kσ/εσ để tính Kσd và giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Kτ/ετ để tính K τd
Trang 38Bảng kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của hai trục
Trang 393 Tính kiểm nghiệm độ bPn của then
Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập theo (9.1) và độ bền cắt theo (9.2) Chiều dài then chọn l = 1,35d; kết quả tính toán như sau:
Bảng kết quả tính toán kiểm nghiệm then đối với các tiết diện trục:
Theo bảng 9.5, với tải trọng tĩnh, ta có: ứng suất dập cho phép – [σ ] = 150 MPa d Với then bằng thép 45 chịu tải trọng tĩnh, ứng suất cắt cho phép – [τ ] = 60 90MPa.c Vậy, tất cả các mối ghép then đều đảm bảo.
Trang 40TÀI LIÊ(U THAM KHẢO
[1] PGS.TS.Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một NXB Giáo dục Việt Nam ( 2010)
[2] PGS.TS.Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí hai NXB Giáo dục Việt Nam (2010)