đồ án môn học thiết kế hệ dẫn động băng tả ê

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁYTÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢIĐề B3Số liệu cho trước:1.. PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀNChương 2: Thiết kế bộ truyền đai thang2.1 Đặc tính kỹ thuật yêu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

HỌC KÌ: 20231 MÃ ĐỀ: Đề 3 ĐẦU ĐỀ: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG

BĂNG TẢI Người hướng dẫn

Thông tin sinh viên Sinh viên 1 Sinh viên 2

Sinh viên thực hiện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Đề B3

Số liệu cho trước:

1 Lực kéo băng tải: F = 3905 (N)

2 Vận tốc băng tải: v = 0,95 (m/s)

3 Đường kính tang: D = 170 (mm)

4 Thời hạn phục vụ: L = 20000 (giờ)h

5 Số ca làm việc: soca = 2 (ca)

6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài: α = 90 (độ)

7 Đặp tính làm việc: Va đập nhẹ

PHẦN 1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC

1.1 Chọn động cơ điện

- Công suất của trục công tác:

P ct=F v1000

- Trong đó: F là lực kéo băng tải (N)

 Hiệu suất cặp ổ lăn: η ol=0,99

 Hiệu suất bộ truyền bánh răng: η br=0,98

 Hiệu suất bộ truyền đai: η đ=0,96

 Hiệu suất bộ truyền khớp nối trục: η k=0,99

Thay vào (1), ta thu được hiệu suất của cả hệ là:

η=(0,99)3

.0,98 0,96 0,99 0,9 ≈

Ta thấy tổn thất qua hệ thống truyền động là gần 10%

2

1.1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ – P yc

Ta có: Để hệ thống hoạt động được ổn định thì công suất cầnthiết phải thỏa mãn điều kiện P ≥ P + P (kW)yc ct mm

Trong đó:

Pyc là công suất cần thiết trên động cơ

Pct là công suất trên trục công tác

Pmm là công suất mất mát khi qua hệ dẫn động: P = mm (1

η−1) Pct

Từ đó ta tính được: P ≥ yc P ct

η = 3,71 0,9 = 4,12 (kW)

Với hệ dẫn động băng tải:

n ct=60000 v

π D =60000.0,95

π 170 =106,73(vg ph/ )Với v là vận tốc băng tải (m/s); D là đường kính tang (mm)

Tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc

usb(br) = (3 ÷ 5)

Tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai thang usb(đ) = (3 ÷ 5)

- Dựa vào bảng tra động cơ Việt Hung

Động cơ được chọn phải thỏa mãn:

1.2 Phân phối tỉ số truyền

Ta có tỉ số truyền chung của cả hệ thống: u c=n dc

n ct=1440106,73 =13,49Với u = ∏u = u uc i đ br

Trong đó:

 uđ là tỉ số truyền của bộ truyền đai

 ubr là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng

Trong đó: n là tốc độ quay trên trục thứ i; n là tốc độ quayi (i-1)

trên trục thứ i-1 (phía trước trục i); u(i-1)→i là tỉ số truyền từ trụcthứ i-1 sang trục thứ i

Suy ra:

- Tốc độ quay trên trục động cơ: n = 1440 (vg/ph)đc

- Tốc độ quay trên trục I (trục vào của HGT):

nI = n đc

u đc→ I

= 1440 2,8 = 514,29 (vg/ph)

- Tốc độ quay trên trục II (trục ra của HGT):

nII = n I

u I → II

= 514,29 4,82 = 106,7 (vg/ph)

- Tốc độ quay thực tế trên trục công tác theo yêu cầu đềbài là:

nct,t = n II

u II →ct ,t

= 106,7

1 = 106,7 (vg/ph)Sai số so với tính toán theo số liệu đầu vào:

∆u= ¿u ct ,t −u ct∨¿

u ct¿ = ¿ 106,7 106,73 − ∨ ¿

106,73 ¿ = 0,03 % < 4 %

→ Thỏa mãn

Xuất phát từ công suất trên trục công tác, tiến hành tính toáncông suất cho các trục phía trước P → P → P → P và côngct II I đc,t

thức:

4

- Công suất trên trục công tác: P = 3,71 (kW)ct

- Công suất trên trục II (trục ra của HGT):

Sau khi có công suất và tốc độ quay trên các trục tương ứng, ta

có thể tính momen xoắn theo công thức:

Ti = 9,55 10 6 P i

n i

Trong đó: Pi, ni, Ti ứng với công suất, tốc độ quay, momen xoắntrên trục i

Thay vào công thức trên ta được:

- Momen xoắn trên trục động cơ:

Tỉ số truyền – u u = 2,8đ u br =

4,82 uk = 1

Công suất – P (kW) 4,11 3,91 3,79 3,71Momen xoắn – T

6

PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

Chương 2: Thiết kế bộ truyền đai thang

2.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền đai thang

Góc ôm tối thiểu trên bánh dẫn α 1 ,min Độ 120

Bảng 2.1: Các dữ kiện ban đầu

2.2 Thiết kế bộ truyền đai thang bằng Inventor

Hình 2.1: Tiết diện đai, số đai, chiều dài đai và thông số các bánh đai

8

Hình 2.2: Kết quả tính toán kiểm nghiệm

2.3 Kết quả thiết kế

Hình 2.3: Thông số bánh đai bị dẫn

10

Hình 2.4: Thông số bánh đai dẫn

Hình 2.5: Mô hình 3D bộ truyền đai

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ CẤP CHẬM

3.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền

Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền bánh răng trụ

3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ bằng Inventor

Hình 3.1: Nhập thông số thiết kế cửa sổ Design

Hình 3.2: Chọn cấp chính xác

14

Hình 3.3: Cửa sổ Calculation sau khi đã điều chỉnh thiết kế đạt yêu cầu đặt ra

3.3 Kết quả thiết kế

Hình 3.4: Kích thước bánh răng dẫn

16

Hình 3.5: Kích thước bánh răng bị dẫn

Hình 3.6: Mô hình 3D bộ truyền bánh răng trụ

18

Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

→ Vậy trục đảm bảo về độ bền mỏi

4.3.1.6 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn

Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên 2 ổ:

b =17 mm r=2,0 mm

r1=1,0 mm C=21,10 kN

C0=14,90 kN

Chọn cấp chính xác cho ổ là cấp 0

Tra bảng 11.4[1] ta được e = 0,68

 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn

Khả năng tải động C được tính theo công thức 11.1[1]d

30

C d =Q √L

Trong đó:

+ m - bậc của đương cong mỏi : m =3 (ổ bi)

+ L - tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

- F r, F a là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục, kN

- V – hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay: V

= 1

- kt − Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ kt = 1

- kd – Hệ số kể đến đặc tính tải trọng

Theo bảng B11.3[1] Tr.215,ta chọn k = 1 (tải trọng tĩnh)đ

- X hệ số tải trọng hướng tâm

 Q = max(Q0, Q1) = 2416 (N)

- Khả năng tải động của ổ lăn

C d =Q m√L=24163

√617,15 20569 = (N )< C = 21100 (N)

→2 ổ lăn thỏa mãn khả năng tải động

 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ lăn

Tra bảng B11.6[1] cho ổ 1 dãy ta được:

Trường hợp 2: F ngược chiều Fk t2

So sánh biểu đồ momen 2 trường hợp, ta chọn tính toán thiết

kế theo trường hợp 2 vì momen trên trục lớn hơn

4.3.2.1 Tính momen tương đương

Momen tổng, momen uốn tương đương:

Chọn then bằng, tra bảng B9.1a Tr.173[1] ta được: {b=10

h=8

t1=5Lấy chiều dài then: l = (0,8 ÷ 0,9).lt m

Then được lắp trên trục vị trí lắp bánh răng

l t 3=(0,8 ÷0,9)l m 23=(0,8 ÷ 0,9)57=45,6 51,3÷ mm

Ta chọn l = 48 (mm)t3

 Then lắp trên trục vị trí lắp khớp nối: d = 36 mm22

Chọn then bằng, tra bảng B9.1aTr173[1] ta được: {b=10

h=8

t1=5Lấy chiều dài then: l = (0,8 ÷ 0,9).lt m22

Then được lắp trên trục vị trí lắp khớp nối

l t 2=(0,8 0,9÷ )l m 22=(0,8 ÷ 0,9)67=53,6 ÷ 60,3 mm

Ta chọn l = 55 (mm)t2

4.3.2.5 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi – Không yêu cầu kiểm nghiệm

4.3.2.6 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn

Ta có tải trọng hướng tâm tác dụng lên 2 ổ:

b =23 mm r=2,5 mm

r1=1,2mm C=48,1 kN

C0=37,7 kN

Chọn cấp chính xác cho ổ là cấp 0

Tra bảng 11.4[1] ta được e= 0,68

 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn

Khả năng tải động C được tính theo công thức 11.1[1]d

C d =Q m

√L

Trong đó:

+ m - bậc của đương cong mỏi : m =3 (ổ bi)

+ L - tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

- F r, F a là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục, kN

- V – hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay: V

= 1

- kt − Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ kt = 1

- kd – Hệ số kể đến đặc tính tải trọng

Theo bảng B11.3[1] Tr.215,ta chọn k = 1 (tải trọng tĩnh)đ

- X hệ số tải trọng hướng tâm

 Q = max(Q0, Q1) = 2415 (N)

- Khả năng tải động của ổ lăn

C d =Q m√L=2415√3 128,04 = 12172(N )< C = 39200 (N)

→2 ổ lăn thỏa mãn khả năng tải động

 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ lăn

Tra bảng B11.6[1] cho ổ 1 dãy ta được:

 Thành phần bao gồm: thành hộp, gân, mặt bích, gối đỡ…

 Chi tiết cơ bản: độ cứng cao, khối lượng nhỏ

 Vật liệu làm vỏ: gang xám GX15-32

 Phương pháp gia công: đúc

Chọn bề mặt lắp ghép và thân

- Bề mặt lắp ghép song song với trục đế

- Bề mặt ghép của vỏ hộp đi qua đường tâm trục để việc

lắp ghép các chi tiết thuận tiện

- Bề mặt lắp nắp và thân được cạo sạch hoặc mài, để lắp sít, khi lắp có một lớp sơn lỏng hoặc sơn đặc biệt

Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít: D3, D2

Theo bảng 18-2 và D ổ lăn ta được:

7 Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong hộp:∆ ≥(1 ÷1,2)δ =8 ÷ 9,6 , chọn ∆ =

40

5.1.2 Tính, lựa chọn bôi trơn

Bộ truyền bánh răng có vận tốc vòng v=0,8<12(m/ s) nên ta chọnbôi trơn bằng cách ngâm trong dầu bằng bánh răng bị độngtrong hộp giảm tốc

Vậy chiều cao lớp dầu là: 60 (mm)

Dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc: vận tốc vòng của bánh răng

Độ nhớt của dầu là 50°C là 160 20 ( )

16(3)Tra bảng 18-13[2] Tr.101 chọn được loại dầu ô tô máy kéo AK-15

Do v = 0,8 m/s < 3 m/s nên ổ lăn được bôi trơn bằng mỡ

5.1.3 Các chi tiết phụ khác

5.1.3.1 Vòng chắn dầu

Lót kín bộ phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chấtbẩn, hạt cứng và các tạp chất khác xâm nhập vào ổ, đềphòng mỡ chảy ra ngoài

Vòng phớt được dùng để lót kín và là chi tiết được dùng khárộng rãi do có kết cấu đơn giản, thay thế dễ dàng nhưngchóng mòn và ma sát lớn khi bề mặt có độ nhám cao Ta chỉcần chọn vòng phớt cho trục vào và ra và tra bảng 15-17trang 50 Tra theo đường kính bạc

a

Sb

t = 2 mm, a = 6 mm

5.1.3.2 Chốt định vị

- Có tác dụng định vị chính xác vị trí của nắp và Bu lông , hộpgiảm tốc Nhờ chốt định vị mà khi siết Bu lông không làmbiến dạng vòng ngoài của ổ, do đó loại trừ được nguyên nhânlàm hỏng ổ

Để kiểm tra, quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và

để đổ dầu vào hộp, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thămđược đậy bằng nắp Trên nắp có lắp thêm nút thông hơi

Theo bảng 18.5

lượng10

0 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4

5.1.3.4 Nút thông hơi

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất vàđiều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp, người tadùng nút thông hơi Nút thông hơi thường được lắp trên nắpcửa thăm hoặc ở vị trí cao nhất của nắp hộp

Theo bảng 18.6 ta chọn:

5.1.3.5 Nút tháo dầu

Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bịbẩn (do bụi bặm và do hạt mài), hoặc bị biến chất, do đó cầnphải thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu

Chọn M16x1,5 Theo bảng 18-7

M16x1

5.1.3.6 Que thăm dầu

Dùng để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc, để đảm bảo mức dầu luôn ở mức cho phép để các chi tiết hoạt động tốt

5.1.3.7 Ống lót và nắp ổ

- Ống lót: Dùng để đỡ ổ lăn, thuận tiện khi lắp ghép và điều

chỉnh của bộ phận ổ Ống lót có bề dày: δ=6 ÷ 8 mm, chọn

δ=8 mm, làm bằng gang xám GX15-32

Chiều dày vai δ1 và chiều dày bích δ2 bằng δ = 8 mm

- Nắp ổ: Thường được chế tạo bằng gang xám GX15-32, có hai

loại là nắp kín và nắp thủng cho trục xuyên qua

 Chiều dày moayơ: l = 57 (mm)m2

 Đường kính trong moay ơ: d = 44 (mm)2

 Đường kính ngoài moay ơ: D = (1,5÷1,8)d = 66 ÷ 79,22

4.2 Định kiểu lắp, lập bảng dung sai

hộp Φ 62 d 11 H 7

+30

0 -100-290Vòng chắn dầu

hộp Φ 90 d 11 H 7

+30

0 -120-340Vòng chắn dầu