đồ án cơ sở thiết kế máy thiết kế hệ thống dẫn động băng tải đề 1 động cơ bộ truyền đai bộ truyền bánh răng trụ nghiêng khớp nối băng tải

Đồ án cơ sở thiết kế máyThiết kế hệ thống dẫn động băng tảiĐề 1: Động cơ – Bộ truyền đai – Bộ truyền bánh răng trụ nghiêng – Khớp nối – Băng tảiSố liệu thiết kế... CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 

ĐỒ ÁN

CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Giảng viên hướng dẫn :Sinh viên thực hiện :

tháng năm

Đồ án cơ sở thiết kế máyThiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Đề 1: Động cơ – Bộ truyền đai – Bộ truyền bánh răng trụ nghiêng – Khớp nối – Băng tải

Số liệu thiết kế

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1 Chọn động cơ

Bước 1: Xác định công suất làm việc

Hệ thống tải trọng không đổi :1250 1.6

Bước 2: Xác định hiệu suất hệ dẫn động

Hiệu suất hệ thống được tính bằng tích các bộ phận tham gia vào hệ thống:

Tra bảng 2.3 trang 18 tài liệu tham khảo 1Trong đó:

= 0.96 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ=0.95 : Hiệu suất bộ truyền đai

=0.99: Hiệu suất 1 cặp ổ lănm=3: số cặp ổ lăn

=1: Hiệu suất nối trụck=1 : Số khớp nối trục

Bước 3: Xác định công suất động cơ

Công suất cần thiết trên trục động cơ:Pct = Plv/η = 2/0.88 = 2.27 (kW)Trong đó:

Pct: Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW)η: Hiệu suất hệ dẫn động

Bước 4: Xác định số vòng quay trên trục công tác

Hệ dẫn động băng tải:

v: Vận tốc băng tảiD: Đường kính tang băng tải

Bước 5: Chọn tỉ số truyền sơ bộ

Bảng tra 2.4 trang 21 tài liệu tham khảo 1Trong đó:

uđ =2.8: Tỉ số truyền bộ truyền đai thường

ubr = 4.1: Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 1 cấp

Bước 6: Xác định số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ

2 Phân phối tỉ số truyền

Bước 1: Xác định tỉ số truyền chung thực tế của hệ dẫn động

nđc : Số vòng quay động cơ đã chọnnlv : Số vòng quay trên trục công tác

Bước 2: Phân phối tỉ số truyền

ut = u uđ × br

3 Tính các thông số trên trục

Bước 1: Xác định công suất trên các trục

- Trục 2:

(kW)Plv : Công suất trên trục công tácηol : Hiệu suất trên ổ lănηk : Hiệu suất nối trục- Trục 1:

(kW)P2 : Công suất trên trục 2

ηol : Hiệu suất trên ổ lăn

ηbr : Hiệu suất bộ truyền bánh răng- Trục động cơ

( kW)ηđ : Hiệu suất bộ truyền bánh răng

Bước 2: Xác định số vòng quay trên các trục

- Trục động cơ : n = 945 vòng/phútđc

- Trục 1:

(vòng/phút)- Trục 2:

(vòng/phút)- Trục công tác:

nlv = 2 n =80.46 (vòng/phút)

Bước 3: Xác định mômen xoắn trên các trục

Mômen xoắn trên các trục được xác định bằng công thức :

(Nmm)Trong đó:

Ti : Mômen xoắn trên các trục (Nmm)Pi : Công suất trên các trục (kW)

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN TRUYỀN CƠ KHÍ

Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang1 Chọn loại đai và thiết diện đai

Tra đồ thị hình 4.1 trang 59 tài liệu tham khảo 1, ta chọn được loại thang A

Bước 2: Tính chọn chiều dài đai L

Kđ = 1.3: Hệ số tải trọng động (bảng 4.7 trang 55)[P0] = 0.78: Công suất cho phép (bảng 4.19 trang 62)Cα = 0.92: Hệ số ảnh hưởng góc ôm

Tỉ số LL

Trong đó: L = 1500(mm): Chiều dài đai

L = 1700(mm): Chiều dài đai lấy làm thí nghiệm (tra bảng 4.19)0

Tra bảng 4.16 trang 61, chọn được C = 0.5: Hệ số ảnh hưởng chiều dài đaiL

Cu = 1.135: Hệ số ảnh hưởng tỉ số truyền ( bảng 4.17)

CZ = 0.95: Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên dây đai (bảng 4.18)

5 Xác định các thông số cơ bản của đai

Tra bảng 4.21 trang 63 tài liệu tham khảo 1, ta được:h0 = 3.3 mm

t = 15 mme = 10 mmH = 12.5 mm

φ = 36o

Chiều rộng bánh đai:

B=(Z−1)×t+2 =50(emm)Đường kính ngoài của bánh đai:

da 1=d1+2 h0=125+2× 3.3=131.6 (mm)da 2=d2+2 h0=315+2 ×3.3= 321.6 (mm)Đường kính đáy bánh đai:

df 1=da 1−2 H=131.6−2 ×12.5 106.6= (mm)df 2=da 2−2 H=321.6−2 ×12.5 296.6= (mm)

6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên các trục

Lực căng đai:

Fv=qm× v2

Trong đó q là khối lượng 1m đai m

Tra bảng 4.22 trang 64 tài liệu tham khảo 1, q = 0.105 kg/mm

Lực căng ban đầu:

F0=780× P1× Kđ

v ×C∝× Z+ Fv=780× 2.24 ×1.3

2.37×0.92 ×3+0.59 347.83= (N)Lực tác dụng lên trục bánh đai:

1 Chọn vật liệu bánh răng

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọnđược vật liệu cho bánh răng như sau:

Theo bảng 6.1 trang 91[1]

+ Bánh nhỏ thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB241 285 có σb 1=850 MPa, σch1=580 MPa

+ Bánh nhỏ thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB192 240 có σb 2=750 MPa, σch2=450 MPa

2 Xác định ứng suất sơ bộ cho phép

Theo bảng 6.2 trang 91[1]Ứng suất cho phép

=2 HB1+70 2.245 70 560=+= (MPa)σFlim1

Hệ số tuổi thọDo NHE1> NHO1=¿KHL1=1

NHE

NFE2>NF0=¿KFL1=KFL2=1 Ứng suất cho phép:

NHO, N : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sởFO

N NHE, FE: Số chu kỳ chịu tải

= 481.82 MPa : Ứng suất tiếp xúc cho phép

ψba = 0.5: Hệ số chiều rộng vành răng ( tra bảng 6.6 trang 97[1])

ψbb=0.53 ψba(u+1)=0.53 × 0.5×(4.5 1+ )=1.45

Tra bảng 6.7 trang 98[1] với ψbb=1.45

KHβ=1.07: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

Bước 3: Xác định góc nghiêng của răng

Góc nghiêng răng trên trục cơ sở

βb=arctan(cosαttanβ)=arctan ¿7.65)=7.2o

[σH]sb, [σF]sb: Ứng suất cho phép sơ bộ

ZR =0.9: Hệ số xét đến độ ảnh hưởng của độ nhám mặt răng làm việc (trang 91[1])Zv =1: Hệ số ảnh hưởng vận tốc vòng

KxH = 1: Hệ số ảnh hưởng kích thước bánh răng (trang 91[1])

YR = 1: Hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng (trang 92[1])

YS = 0.98: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập chung ứng suất (trang 92[1])KxF = 1: Hệ số ảnh hưởng của kích thước răng đến độ bền uốn (trang 92[1])

6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

a Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

Bước 1: Xác định hệ số cơ tính vật liệu

Tra bảng 6.5[1], Z = 274M

Bước 2: Xác định hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

ZH=√ 2 cosβb

sin(2 αtω)=√ 2 cos 7.2sin(2× 20.18)=1.75

bω=ψbaaω=0.5 ×132 66= (mm)

εα : Hệ số trùng khớp ngang

εα=[1.88 3.2− (1 /z1+1/ z2)]cosβ=[1.88 3.2− (119+1

KHβ = 1.07: Hệ số kế đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

KHα = 1.13: Hệ số sự phân bố không đều tải trọng trên các cặp răng đồng thời ăn khớp Bảng 6.14[1]

KHv=1.01: Hệ số tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp ( phụ lục 2.3[1])

Kiểm tra độ bền uốn tiếp xúc

bωutdw 12 =274 ×1.75 ×0.77 ×√2×56181.13 ×1.22 ×(4.53+1)66× 4.53 ×48.162=396.03

Bước 6 So sánh giá trị σHvà [σH]

σH = 396.03 MPa < [σH] = 433.64Kiểm tra [σH]−σH

[σH] ×100 %=

b Kiểm nghiệm độ bền uốn

Bước 1: Xác định hệ số tải trọng khi tính về uốn

Zv 2= Z2

β= 86cos3

Tra bảng 6.18[1] ta được Y = 3.11, Y = 3.47F1F2

Kiểm nghiệm độ bền uốn

σF 1=2T1KFYϵYβYF 1

b dωω 1m =2×56181.13×1.65×0.6× 0.93 3.11×

66× 48.16× 2.5=24.53 MPaσF 1 < [σF 1] => thỏa mãn

8 Tổng hợp thông số bộ truyền bánh răng trụ nghiêng