Tiểu luận nguyên lý – chi tiết máy thông số tính toán thiết kế đề 2 phương án 7 tính toán hệ dẫn động băng tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁYBỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY TIỂU LUẬN NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁYTHÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾĐỀ 2 PHƯƠNG ÁN 7: TÍ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

TIỂU LUẬN NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY

THÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

ĐỀ 2 PHƯƠNG ÁN 7: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI -

MỤC LỤ

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

1 Chọn động cơ điện 1

2 Phân phối tỉ số truyền: 1

Bảng hệ thống số liệu: 2

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

1 Đường kính bánh đai nhỏ d1: 3

2 Khoảng cách trục a: 3

3 Chiều dài đai l: 3

4 Tính chính xác lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2240mm: 3

5 Tính góc ôm 1: 4

6.Xác định số đai z: 4

7 Chiều rộng bánh đai: 4

8 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: 4

Các thông số bộ truyền đai 5

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HGT 5

1 Chọn vật liệu: 5

2 Ứng suất cho phép: 5

3 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền: 6

4 Xác định các thông số ăn khớp: 7

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: 8

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: 9

7 Kiểm nghiệm răng về quá tải: 11

Bảng thông số tính được 11

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2 TRỤC CỦA HGT: 11

1 Chọn vật liệu: 12

2 Xác định sơ bộ đường kính trục: 12

3 Lực tác dụng lên trục: 12

4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục 13

5 Xác định đường kính và chiều dài đoạn trục: 14

6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi: 18

7 Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

Giảng viên môn học: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Hình 1: hệ dẫn động xích tải

răng trụ răng nghiêng

Hình 2: Sơ đồ tải trọng

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1 Lực kéo trên băng tải (N): 3500 (N)F

2 Vận tốc vòng của băng tải V(m/s): 1,35 (m/s)

3 Đường kính tang D (mm): 380 (mm)

4 Số năm làm việc a(năm): 5(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 @: 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 truyền của HGT

4 Tính toán thiết kế 2 trục của HGT

Trường ĐHSPKT TP HCM

Khoa Cơ khí Chế tạo máy

Bộ môn Thiết kế máy

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ- CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

HK: II, Năm học: 2022-2023

Đề: 02 Phương án: 7

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

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

Công suất cần thiết trên trục động cơ:

Tra bảng 2.1 ta được η = 0,96 (bộ truyền đai thang-để hở); η = 0,98 (bộ truyền bánh răng trụ); đ brt

ηnt = 1; η = 0,99 (hiệu suất của 1 cặp ổ lăn)ol

Tốc độ quay của trục công tác:

2 Phân phối tỉ số truyền:

Tỉ số truyền chung:

u= n đc

67,85=10 ,55

Chọn trước tỉ số truyền u đcủa bộ truyền đai thang là 3

Tính tỉ số truyền bộ truyền bánh trụ răng nghiêng của hộp giảm tốc

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

Như vậy tỉ số truyền thực tế

ut = d2

d1 (1−ε)=

560190(1 0,02− ) = 3,01 và u = 

 423 ≪ a ≪ 1500 ( thỏa mãn điều kiện )

3 Chiều dài đai l:

l = 2a+0,5(d1 + d )+2 (d2−d1)2

4a =2.560+0,5 π (190 560+ )+(560 190− )

2

Theo bảng 4.13, chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l =2240mm

Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ:

Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây, theo (4.15)

[P0] C❑ C C C l u z

Theo bảng 4.7, K = 1,1;đ

Với =137,52°, C =1 – 0,0025(180 - ) = 1 – 0,0025(180 – 137,52)= 0,89 (bảng 4.15)1  lVới l

8 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Theo (4.19), lực căng tác dụng lên 1 đai

Các thông số bộ truyền đai

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HGT

- Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192…240 có b1 = 750MPa và ch1 = 450MPa

- Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241…285 có b2 = 850MPa và ch2 = 580MPa

NHO1 = 30.2002,4 = 9,99.10 ; N6 HO2 = 30.250 =1,70.10 chu kỳ2,4 7

Vì chọn vật liệu là thép nên: N = 4.10 chu kỳFO 6

Theo (6.6) số chu kỳ làm việc là:

NHE1 = N = 60cn T = 60.1.238,67.18000 = 2,58.10 chu kỳFE1 1 8

NHE2 = N = 60cn T = 60.1.70,4.18000 =7,6.10 chu kỳFE2 2 7

Suy ra: N > NHE1 HO1 nên K = 1 và NHL1 FE1 > N nên K = 1FO FL1

NHE2 > NOH2 nên KHL2 = 1 và N > N nên K = 1FE2 FO FL2

Theo (6.1a), sơ bộ xác định được:[σ H]=σ Hlim

z v2 z2cos3β=12 30,963=13 9 02,

Theo bảng 6.18 ta được

Y F1=3,7

Y F2=3,6Với m = 2 mm, Y = 1,08 - 0,0695ln (2) = 1,03; Y = 1, K = 1; do đó theo (6.2) và (6.2a) ta được:S R xF

7 Kiểm nghiệm răng về quá tải:

Theo (6.48) với K = Tqt max /T = 1,8

σ Hmax =σ H√K qt=454,63.√1,8=609,95 MPa ≤[σ H]max =1260 MPa(thỏa mãn)

Theo (6.49)

σ F 2 max =σ F 2 K qt =113,75.1,8=204,75 MPa ≤[σ F 2]max =464 MPa(thỏa mãn)

4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục

Chiều rộng ổ lăn bo theo Bảng (10.2) ta có: d = 40mm nên b =23mm1 o1

Chiều dài may ơ bánh đai và bánh trụ răng nghiêng trên trục I:

Từ công thức và biểu đồ moment ta tính được:

0,1[σ ] với [σ] là ứng suất cho phép của thép chế tạo trục

Với d = 40 (mm), σ = 600 (MPa), tra Bảng 10.5 ta được: [σ] = 57Mpa1 b

Đường kính trục tại các tiết diện:

6 Kiểm nghiệm trục về 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: [s] là hệ số an toàn cho phép, [s] = (1,5 ÷ 2,5)

s σ j , s τ j: là 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

Trong đó: σ aj , τ aj , σ mj , τ mj là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và tiếp tại tiết diện j

σ−1, τ−1: là giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kì đối xứng

Mj là môment tổng tại tiết diện j

Wj, W là môment cản uốn và mômen xoắn tại tiết diện j của trục0j

Với thép 45 ta có:

Giới hạn bền kéo: [σ ] = 600 MPab

Giới hạn mỏi uốn: σ−1=0,436 × σ b =0,436× 600 261,6= (MPa)

Giới hạn mỏi xoắn: τ−1=0,58 × σ−1=0,58 × 261,6 151,73= (MPa)

Tra Bảng 10.7, ta được các hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi:

Kx : là hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn

bề mặt, cho trong Bảng 10.8 Các chi tiết gia công trên máy tiện, yêu cầu đạt R = 2,5 ÷ 0,63, do đó: Ka x

= 1,06

Ky là hệ số tăng bền bề mặt trục, cho trong Bảng 10.9, phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt, do không dùng phương pháp gia tăng bền bề mặt nên K = 1y

K σ , K τ: Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn Dùng dao phay ngón đối với trục có rãnh

then, theo Bảng 10.12 ta được K σ =1,76 , K τ=1,54

Hệ số kích thước ε σ , ε τ theo Bảng 10.10 ta được: ε σ =0,87, ε τ=0,8

Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột (chẳng hạn khi mở

+3 τ2 ≤ [σ]

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sách tính toán thiết kế phần I (Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)