báo cáo bài tập lớn môn chi tiết máy đề tài 7 phương án 9 thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOABÁO CÁO BÀI TẬP LỚNMÔN CHI TIẾT MÁY ĐỀ TÀI 7 PHƯƠNG ÁN 9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Giảng viên lý thuyết: GS.TS Nguyễn Hữu

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚNMÔN CHI TIẾT MÁY

ĐỀ TÀI 7 (PHƯƠNG ÁN 9)

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Giảng viên lý thuyết: GS.TS Nguyễn Hữu LộcGiảng viên bài tập: Ths Lê Thúy Anh

Lớp: L03

Mục Lục

ĐỀ BÀI 1Chương 1: Chọn động cơ và phân bố tỉ số truyền 21.Xác định công suất bộ phận công tác: 2

Trang 2

2 Số vòng quay của bộ phận công tác: 2

3.Tính hiệu suất chung của hệ thống: 2

4.Công suất động cơ cần thiết: 2

5 Tỉ số truyền chung của hệ thống: 2

6 Xác định thông số kỹ thuật trên trục: 3

Bảng thông số động học 4

Chương 2: Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài 5

Chọn loại xích ống con lăn 5

Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức: 5

3-Tính số răng đĩa xích lớn theo công thức: 5

4-Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích k theo công thức: 5

5-Tính công suất tính toán Pt: 6

7- Xác định vận tốc trung bình v của xích theo công thức: 6

10- Số lần va đập xích trong 1 giây: 7

11- Tính lực tác dụng lên trục theo công thức: 8

12-Đường kính đĩa xích: 8

Chương 3: Bộ truyền bánh răng 9

3 Số chu kỳ làm việc cơ sở: 9

4.Số chu kỳ làm việc tương đương: 9

5 Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau: 9

6 Ứng suất tiếp xúc cho phép: 10

7 Ứng suất uốn cho phép: 10

9 Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng xác định theo công thức: 11

12 Tỷ số truyền sau khi chọn số răng: 12

13.Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền bánh răng: 12

Thông số ban đầu: 16

Phân tích lực tác dụng lên trục từ các chi tiết quay của hệ thống truyền động: 17

Chọn vật liệu 18

Trục I 18

Chọn sơ bộ đường kính trục 18

Trang 3

Chọn kích thước dọc trục: 19

Vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn: 20

Các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí D đặt bánh răng trụ răng nghiêng: 23

Tính tiết diện tại mặt cắt nguy hiểm: 23

Tính chọn then bằng: 24

Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi: 25

Do đó điều kiện bền mỏi của trục tại tiết diện D được thỏa 26

Kết cấu trục I 26

Trục II 27

Chọn sơ bộ đường kính trục 27

Chọn kích thước dọc trục: 28

Vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn: 29

Các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí A: 31

Tính tiết diện tại mặt cắt nguy hiểm: 31

Tính chọn then bằng: 31

Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi: 33

Kết cấu trục II 35

Chương 5: Thiết kế ổ lăn 36

Thiết kế ổ trên trục I 36

Thiết kế ổ trên trục II 37

Chương 6: Chọn và kiểm nghiệm nối trục 39

vòng đàn hồi 39

1.Mômen danh nghĩa trên nối trục: 39

2.Hệ số chế độ làm việc: 39

3.Theo phụ lục 11.5 [55] ta chọn nối trục vòng đàn hồi 39

4 Kiểm tra độ bền uốn chốt theo công thức: 39

5 Kiểm nghiệm điều kiện bền dập giữa chốt và vòng cao su: 39

Trang 4

ĐỀ BÀI

Trang 5

Thông số đầu vào:

1 Lực vòng băng tải: F= 4600 N2 Vận tốc vòng: v= 1,2 m/s

4 Thời gian phục vụ: L= 7 năm

Quay một chiều, làm việc hai ca (1 năm làm việc 300 ngày, 1 calàm việc 8 giờ).

Trang 6

Chương 4 Thiết Kế Trục

SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤC

Thông số ban đầu:

Trục I:Công suất: PI=¿6,1112 kWSố vòng quay: nI=¿ 968 vòng/phútMoment xoắn: TI=60,2912 N.m

Trục II:Công suất: PII=¿6,0566 kW

Trang 7

Số vòng quay: nII=¿ 242 vòng/phútMoment xoắn: TII=239,0105 N.mTỉ số truyền: ubr=4

Phân tích lực tác dụng lên trục từ các chi tiết quay của hệ thống truyền động:

Lực do nối trục đàn hồi:

Fk=(0,2 ÷ 0,3) Ftk=0,25.1914,01 ≈ 478,5 N

Trang 8

Chọn vật liệu

Chọn vật liệu thép C45 tôi cải thiện có σb=850 MPa , σch=580 MPa , ứngsuất xoắn cho phép [τ]= 15τ]= 15]= 15÷30 MPa.Lấy trị số nhỏ với trục vàovà lớn với trục ra.

Trục IChọn sơ bộ đường kính trục

Trang 10

Suy ra: l= 69 + 2.10 + 40 = 129 mmKhoảng cách f chọn trong bảng 10.3 Do f không nhỏ hơn

55 ÷75 mm Nên ta chọn f= 75 mm.

Vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn:

Ma 1=Fa 1 d1

2=336,703.70

Trang 11

Vẽ biểu đồ momen theo hình :

Trang 12

Các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí D đặt bánh răng trụ răng nghiêng:

Mtd=√Mx2

+M2y+0,75 T2

=√32,962+78,662+0,75 60,29122≈ 100 Nm

Tính tiết diện tại mặt cắt nguy hiểm:

Ký hiệu 1-2 là trục 1 tiết diện thứ 2 từ trái qua phải:

Trang 13

Do tại tiết diện nguy hiểm có rãnh then bằng nên tăng tiết diệnlên khoảng 5%.Chọn theo tiêu chuẩn.

Chọn d12=28 mm (bánh răng) Từ d12 ta chọn được các đường kính còn lại: d11=25 mm(ổ lăn) d13=25 mm(ổ lăn) d14=24 mm (khớp nối)Kiểm tra tại tiết diện 1-3:

nghiêng theo phụ lục 13.1- Bài Tập Chi Tiết Máy (NguyễnHữu Lộc): d12=28 mm suy ra các thông số như sau:

- Chọn vật liệu then bằng lắp tại vị trí khớp nối đàn hồi theo

phụ lục 13.1- Bài Tập Chi Tiết Máy (Nguyễn Hữu Lộc): d14

=24 mm suy ra các thông số như sau:

Trang 14

Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi:

Số liệu tra bảng và tính như sau:

MD=√Mx2+M2y=√32,962+78,662≈ 85,3 Nmσ−1=0,436 σb=0,436.850=370,6

Trang 15

Theo bảng 10.9-Cơ sở thiết kế máy( Nguyễn Hữu Lộc), chọn

Kσ=2,2 ; Kτ=2 đối với rãnh thencó σb=850 MPa

ετ β+Ψτ τm

=1872.7,570,89 0,9+0,05.7,57

=9,7

sσ=σ−1Kσ σα

εσ β+Ψσ σm

=370,62,2 46,71

Trang 16

Trục IIChọn sơ bộ đường kính trục

Trang 17

Trong đó: l1=b2=64 mm

x = 10mm- khe hở giữa bánh răng và thành trong hộp giảm tốc.w= 60 mm tra theo bảng 10.3 thì w=40÷ 80 khi T =200 ÷ 400 mm

Suy ra: l= 64 + 2.10 + 60 = 144 mmKhoảng cách f chọn trong bảng 10.3 Do f không nhỏ hơn

70 ÷105 mm Nên ta chọn f= 88 mm.Thông số trục II:

Fr 1=Fr 2=696, 094 N

Ft 1=Ft 2≈1882, 629 NFa 1=Fa2=336,703 N

Trang 19

Vẽ biểu đồ momen theo hình :

Trang 20

Các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí A:

Mtd=√Mx2

+M2y+0,75 T2

=√271,212+0,75 239,01052=341,17 Nm

Tính tiết diện tại mặt cắt nguy hiểm:

Ký hiệu 2-2 là trục 2 tiết diện thứ 2 từ trái qua phải:

d21=34 mm(xích)d23=42 mm(bánh răng)d24=40 mm (ổ lăn)Kiểm tra tại tiết diện 2-3:

nghiêng theo phụ lục 13.1- Bài Tập Chi Tiết Máy (NguyễnHữu Lộc): d23=42 mm suy ra các thông số như sau:

Trang 21

+Kiểm tra ứng suất dập:

- Chọn vật liệu then bằng lắp tại vị trí bộ truyền xích theo

phụ lục 13.1- Bài Tập Chi Tiết Máy (Nguyễn Hữu Lộc): d21

=34 mm suy ra các thông số như sau:

b=10 mm ;h=8 mm;l=56 mm ;t1=5 mm ;t2=3,3 mm

Chọn chiều dài làm việc của then một đầu tròn:

l1=l−b

2=56−

102=51 mm

+Kiểm tra ứng suất cắt:

≈ 91,89 Mpa<[σd]=150 Mpa

Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi:

Số liệu tra bảng và tính như sau:

MD=√Mx2+M2y=√195,662+67,782≈ 207,07 Nmσ−1=0,436 σb=0,436.850=370,6

τ=0,22 σ=0,22.850=187

Trang 22

Kσ=2,2 ; Kτ=2 đối với rãnh thencó σb=850 MPa

Ứng suất xoắn τ =T 10

3

W0 =

239,0105 10313569,29=17,61 MPa

Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động

τa=σm=σ

2=17,61

ετ β+Ψτ τm

=1872.8,8050,89 0,9+0,05.7,57

=8,36

sσ=σ−1Kσ σα

εσ β+Ψσ σm

=370,62,2.32,90,91 0,9+0,1.0

=4,2