ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐH SPKT TP.HCM Hệ số xét đến sự phân bố tải không đều phụ thuộc dãy xích: kx=1- Tính kiểm nghiệm xích và độ bền quá tải khi mở máy: Điều kiện bền theo hệ số an
Thông số đầu vào
- Loại vật liệu vận chuyển: Muối
- Chiều dài vận chuyển, Lm
Công suất trên trục công tác
- Công suất cần thiết chuyển tải liệu vít tải, P lv (kW) [1]
Q0tấn h/ , năng suất vận chuyển
Lm, chiều dài vận chuyển ω=3,2, hệ số cản trở chuyển động của vật liệu vận chuyển (muối) [1] λ × π/180=0,3490659rad, góc nghiên vận chuyển
Tốc độ quay trục công tác
- Tốc độ quay trục công tác, n lv (vòng/phút) [1] n lv = 4Q
K=1, hệ số phụ thuộc bước vít, giả sử liệu khó vận chuyển, mài mòn [1] ρ=1,3tấn/m 3 , khối lượng riêng liệu vận chuyển (muối) [1] ψ=0,25, hệ số điền đầy (muối) [1] c=0,65, hệ số phụ thuộc góc nghiên vít tải [1]
II Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
Thông số đầu vào
- Công suất cần thiết chuyển tải liệu vít tải, P lv =4,053538kW
- Số vòng quay trục vít, n lv 1,61v ò ng ph ú t/
Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
- Công suất trên trục động cơ [1]
- hiệu suất truyền toàn hệ thống: η=η x ×( η ol ) 3 × η br ×η kn η x =¿ 0,95: - hiệu suất bộ truyền đai (hở) η ol =0,99 - hiệu suất truyền động 1 cặp ổ lăn η br =0,96 - hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên (kín) η kn =¿0,98 -
- Phân phối tỉ số truyền u sb =u x ×u br
- tỉ số truyền sơ bộ: Chọn sơ bộ: u x =3,19
- tỉ số truyền bộ truyền xích: u br =4
- tỉ số truyền bộ truyền bánh răng u sb ,7
- Số vòng quay sơ bộ cần thiết n sb =u ×n sb lv 1,61×12,7624v ò ng/ph ú t
Chọn động cơ không đồng bộ 3 pha, rotor lòng sóc [2]
Bảng 2 Thông số động cơ
Brad name Output power Speed Voltage Product code
ABB 5,5 kW 1425 rpm 380V/50Hz M2QA - 132S4A
Tính sai lệch tỉ số truyền sơ bộ:
- Tỉ số truyền bánh răng thực tế sau khi tính toán thiết kế: u brtt =4
- Tỉ số truyền bộ truyền xích thực tế sau khi tính toán thiết kế: u xtt =3,19
Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động
Công suất cần thiết trên trục công tác [3]
Công suất cần thiết trên trục động cơ
- Số vòng quay trục động cơ, n dc n dc 25rpm
- Số vòng quay trục 1, n 1 n 1=n dc 25rpm
- Số vòng quay trục 2, n 2 n 2 =n 1 u brtt
- Số vòng quay trục công tác, n 3 n 3=n 2 u xtt
- Mômen xoắn trên trục động cơ:
- Mômen xoắn trên trục động cơ:
- Mômen xoắn trên trục động cơ:
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật hệ thống truyền động:
Trục động cơ Trục 1 Trục 2 Trục công tác
Số vòng quay, n (vg/ph) 1425 1425 356,3 111,7
III Tính toán thiết kế bộ truyền xích
Thông số đầu vào
- Công suất trên trục dẫn P=4.353517137N
- Tốc độ quay trên trục dẫn n56.25vòng/phút
- TST cho bộ truyền xích u=u x =3.19
Truyền chuyển động cho 2 trục xa nhau (N HO thì lấy N HE =N HO để tính, do đó K HL =1; cũng thế N FE >N FO thì lấy N FE =N FO để tính và K FL =1
- Ứng suất cho phép khi quá tải:
[ σ H ] max =min ([ σ H1 ] max ; [ σ H2 ] max ) 60MPa (trong điều kiện nhiệt luyện thường hóa hoặc tôi cải thiện) theo công thức (6.13) [3]:
[ σ F ] max (trường hợp vật liệu có HB ≤ 350) theo công thức (6.14) [3]:
Xác định sơ bộ khoảng cách trục,
Khoảng cách trục sơ bộ: a w =K a (u+1)[ [ σ T H 1 ] 2 K u ψ H ba ] 1/3 7.2419265mm a w 5mm: nên chọn khoảng cách trục đến các giá trị tận cùng bằng 0 hoặc 5, tham khảo tài liệu [3] trang 99 u=4: tỉ số truyền
T 1 : moment xoắn trên trục chủ động
[ σ H ] P0 :Ứng suất tiếp xúc cho phép
K a I.5 :Hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng, loại răng thẳng hoặc nghiên Bảng 6.5 [1] thép - thép, răng thẳng: 49,5;
ψ ba =0.4: Hệ số chiều rộng vành răng, phụ thuộc vào vị trí lắp bánh răng lên trục, và độ cứng vật liệu HB1, HB2 Bảng 6.6, bánh răng bố trí đối xứng, HB1, HB2 < 350HB, ψ ba =0,3 0,5, ψ ba max =1,2 1,6; nên chọn theo các giá trị tiêu chuẩn 0,315; 0,4; 0,5 Trang 95 'Thiết kế máy & Chi tiết máy " Nguyễn Hữu Lộc 𝜓𝑏𝑎 lớn sẽ làm giảm kích thước, khối lượng bộ truyền nhưng làm tăng sự phân bố tải không đều trên chiều rộng vành răng.
K Hβ =1.06: Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, bảng 6.7 [3], tra theo trị số 𝜓𝑏𝑑 (lấy theo số lớn hơn gần nhất) & sơ đồ bố trí bánh răng trên trục sơ đồ 6, HB1, HB2 < 350HB;
Xác đinh thông số ăn khớp
- Số răng bánh dẫn, bị dẫn:
Số răng Z 1 (bánh răng dẫn) tính theo công thức (6.19) [3], lấy số nguyên: z 1 = 2a w m(u+1)=2×105
Số răng 1 (bánh răng dẫn) tính theo công thức (6.19) [3], lấy số nguyên:𝑧 z 2=u z 1=4×21
- Tính lại chính xác khoảng cách trục, theo công thức (6.21) [3]: a w =m(z 1+z 2)
- Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng:
Tỉ số truyền thực tế bộ truyền bánh răng u brtt =z 2/z 1/21=4
Tính sai lệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng: u brtt −u br u br ×100=4−4
4 =0 % Trong đó: u brtt =z 2/z 1=4, tỉ số truyền thực bộ truyền bánh răng
- Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền hệ thống:
Tính sai lệch tỉ số truyền hệ thống Điều kiện đầu bài Δ u hệ thống =¿ ≤ 5% Δ u hệ thống =n 3 −n lv n lv ×100 %=0.636 %
Trong đó: n 3= n đc u brtt ×u xtt
4×3.172.3817035rpm n lv 1,61 số vòng quay trên trục máy công tác để đạt được năng suất đầu bài u xtt =z z 2/ 1=3.17 , tỉ số truyền thực bộ truyền xích
Kiểm nghiệm bền
- Kiểm nghiệm răng – bền tiếp xúc:
Tính ứng suất tiếp xúc σ H , và kiểm tra bền điều kiện bền tiếp xúc theo công thức(6.33) [1]: σ H =Z M Z H Z ε √ 2 T 1 b K w u d H (u 2 w 1 +1)F4.5814268≤ [ σ H ] P0 MPa
Z ε =√ (4−ε a )/3=0.878: bánh trụ răng thẳng tính theo công thức 𝑍𝜀
Hệ số trùng khớp ngang ε α tính theo công thức (6.38 b) [3]: ε a =[ 1,88 − 3,2 ( 1 z 1 + z 1 2 ) ] cosβ=1.68952381 và hệ số trùng khớp dọc ε β tính theo công thức (6.37) [3]: ε β =b w sinβ/(m π)=0
6.7 [1]; K Hα tra bảng 6.14 [1], bánh răng thẳng K Hα =1; K Hv là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp tính theo công thức (6.41) [3]:
=1.09748007 Trong đó: v H : tính theo công thức (6.42) [3]: v❑ H =δH g v o √ a w /u=3.596461779m/s điều kiện v H