Tiểu luận nguyên lý chi tiết máy thông số tính toán thiết kế đề tài phương án tính toán hê dẫn động băng tải

Xác định đường kính của các tiết diện thành phần của trục...165.1.Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục..... Khối lượng sinh viên thực hiện: 01 bản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TIỂU LUẬN NGUYÊN L – CHI TIẾT MÁY THÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

ĐỀ TÀI/PHƯƠNG ÁN: TÍNH TOÁN HÊ( D*N ĐÔ(NG BĂNG TẢI/11

Giảng viên HD: PGS.TS Văn H2u Th5nh Lớp học phần: MMCD230323_23_1_14

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Kiên Đức Tài MSSV: 22146212

Nhóm: Chiều thứ 7 tiết 10-11-12

Credit by : Cheemslord K22-22146233(nhớ xóa)

TP.Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2023

Page 1 of 31

MỤC LỤC

PHẦN 1: CHỌN ĐÔ(NG CƠ ĐIÊ(N VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

3

1 Chọn động cơ điện 3

2 Phân phối tỉ số truyền 4

PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔ( TRUYỀN NGOÀI CỦA HGT 6

1 Thông số đầu vào 6

2 Tỷ số truyền thực tế 7

3 Khoảng cách 2 trục a 7

4 Chiều dài đai theo công thức 7

5 Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ 8

6 Tính góc ôm α1 9

7 Tính số đai Z 9

8 Chiều rộng bánh đai 10

9 Lực tác dụng lên trục 10

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔ( TRUYỀN CỦA HGT 12

1 Chọn vật liệu 12

2.Xác định ứng suất cho phép 12

3.Các thông số kích thước bộ truyền 13

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HAI TRỤC CỦA HGT 14

1 Phân tích lực bộ truyền 14

2 Chọn vật liệu 14

3 Xác định tải trọng lên trục……… 15

4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 15

5 Xác định đường kính của các tiết diện thành phần của trục 16

5.1.Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục

16 5.2.Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện

trên trục II 19

6 Tính toán về độ bền mỏi 21

7 Tính kiểm nghiệm độ bền của then 26

TÀI LIÊ(U THAM KHẢO 27

Trường ĐHSPKT TP HCM

Khoa Cơ khí Chế tạo

máy Bộ môn Thiết kế

máy

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN L - CHI TIẾT

MÁY TÍNH TOÁN HỆ D*N ĐỘNG BĂNG TẢI

HK: II,Năm học: 2022-2023

Giảng viên môn học: PGS.TS Văn Hữu Thịnh

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Kiên Đức Tài MSSV: 22146212

Hình 1: hệ dẫn động xích tải

1 Đông cơ điện

2 Nối trục đàn hồi

3 Hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ răng nghiêng

4 Bộ truyền đai thang

5 Băng tải

Hình 2: Sơ đồ tải trọng

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1 Lực kéo trên băng tải (N): 2200 (N)F

2 Vận tốc vòng của băng tải V(m/s): 1,5 (m/s)

3 Đường kính tang D (mm): 400 (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)

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

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

1 Chọn động cơ

1.1.Công suất trên trục công tác:

Công suất trên trục công tác:

ηbrt= 0,97 (bộ truyền bánh răng trụ)

ηnt= 1

ηôl= 0,99 (hiệu suất của 1 cặp ổ lăn)

ηđ= 0,96 (bộ truyền đai thang-để hở )

1.3.Công suất cần thiết trên trục động cơ:

Pct = t

❑=0,893,3 =3,71(kW)

1.4.Xác đ5nh sơ bộ số vòng quay của động cơ

Tốc độ quay của trục công tác:

1.7.Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ

Chọn động cơ điện phải thỏa mãn điều kiện (2.1) và (2.2):

2.Phân phối tỉ số truyền:

Công suất trên trục công tác:

Công suất trên trục III: PII =P=3,3(kw )

Công suất trên trục II: PII = Plv

❑ ❑ô nt=0,99 ×13,3 =3,33(kw ) Công suất trên trục I: PI= PII

❑ ❑ br ô = 3,330,97× 0,99=3,48 (kw) Công suất trên trục động cơ: Pm = PI

n i Mômen xoắn trên trục động cơ: Tđc =9,55 10

6 P m

nđc =9,55.10 3,66 6

×

968 =36108 (Nmm); Mômen xoắn trên trụ I: TI =9,55 10

6

×3,48 322,67 =102996(Nmm)Mômen xoắn trên trục II: TII =9,55.106×3,33

n (v/ph) 968 322,67 71,54 71,54

PHẦN 2: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI

1 Chọn loại đai và tiết diện đai

Vì động cơ có công suất Pđc = ¿7,5 (kw), số vòng quay bánh đai nđc =968 vòng/phút nên dựa vào bảng 4.1 chọn đai thang hình thang

theo công thức 4.2: d2=u d1

1−ϵ=

3∗150 1−0.01=454,54(mm)trong đó:

∆ n=n2 −n 2 '

n 2

∗100 %=1 % Sai số nằm trong phạm vi cho phép ( ¿ 5 % )nên không chọn lại d2=

5 Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: số vòng chạy của đai trong 1 giây

P1 công suất trên trục bánh đai chủ động

P0 công suất cho phép, được xác định bằng thực nghiệm với trị số được đo trong bảng đaithường 4.19

kđ=1 bảng 4.7 [1]: tải tĩnh

Cαhệ số ảnh hưởng của góc ômtheo bảng 4.15 : C α = ¿ 0,89

C l h ệ s ố ả n h hư ở ng đ ế n c h i ề u d ài đ ai , tr ị s ố c h o trong b ả ng 4.16

9.Tính lực căng ban đầu và lực tác tác dụng lên trục:

9.1 Lực căng ban đầu:

Lực căng trên 1 đai được xác định theo công thức

F 0=780. P1 k đ

v C α z+F v

¿ 780.3,48∗12,37∗.4+1 ≈ 230(N )Trong đó

F là lực căng do lực li tâm sinh ra F = qv v m.v2 = 0,178*2,37 = 1 (N) 2

9.2 Lực tác dụng lên trục:

Lực tác dụng lên trục: F = 2Fr 0.z.sin(α2)

= 2*230*4 sin(142,020

2 ) ≈1740 (N)

Bảng thông số bộ truyền đai

4 Xác đ5nh khoảng cách gi2a các gối đỡ và điểm đặt lực

Dựa theo bảng 10.2 trang 189 chiều rộng các ổ lăn là b01=21mm và b02=25 mmChiều dài mayo bánh trụ răng nghiêng thứ nhất trên trục I:

5 Xác đ5nh đường kính của các tiết diện thành phần của trục

5.1 Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục I

Tính Momen uốn tương đương:

d j =3√ M t đ 0,1 [б ]Trong đó [б]=50 (MPa)

Ta tính được đường kính trục tại các tiết diện như sau:

d B =3√254610,389 0,1.50 =37,065( mm) c h ọ n d B =40 (mm)

d A =d C = 3

√190257,921 0,1.50 =33,634 ( mm)c h ọ n dA=dC=35(mm)

d D =3√44427,103 0,1.50 =20,71 (mm) c h ọ n dD=25(mm)

5.2 Tính toán phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục II

Xét zOy:

M a 2 =F a 2 ×dw 2

2 = 1368 ×3752 =256500 N.mm

∑ MD=0 ⇒ Fr 2× 53,5+Ma 2−YB× 107 0 = ⇒ 1944 × 53,5 256500+ −Y B × 107 0 =

⇒ XB=−7221,612 N

∑ F y =0 ⇒ XD + X B −F t 2 +F k =0

⇒ XD− 7221,612−5165+5640 0 =

⇒ XD=6746,612 N

Tính Momen uốn tương đương:

d j =3√ M t đ 0,1 [б ]Trong đó [б]=50 (MPa)

Ta tính được đường kính trục tại các tiết diện như sau:

d B =d D =3√49786 3,335

0,1.50 =46,4(mm) c h ọ n d B =d D =50(mm)

d C = 3

√460559,498 0,1.50 =50,612 (mm) c h ọ n dC=55(mm)

d A =3√222135,516 0,1.50 =35,55 (mm) c h ọ n dA=40 (mm)

6.Tính toán 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:

s j = sσj s τj

√s σj 2 +s τj2

≥[s]

Trong đó: : hệ số an toàn cho phép, [s] [s] = (1,5÷2,5);

s σj, s τj 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:

- 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

K y

K τ dj =

K τ

ε τ + K x −1

Ky

+ 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 bềmặt 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 btiết 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

Bảng kết quả tính toán các hệ số K , K σd τd đối với các tiết diện của hai trục

Trục Tiết

diện (mm)d Tỉ số Kσ/εσ do Tỉ số K

Rãnhthen Lắp căng thenRãnh Lắp căng

Bảng kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của hai trục

7.Tính kiểm nghiệm độ bền 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; kếtquả tính toán như sau:

Bảng kết quả tính toán kiểm nghiệm then đối với các tiết diện trục

(MPa)

τc(MPa)

TÀI 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)