Báo cáo môn học Đồ Án truyền Động cơ khí Đề số 1 thiết kế hện thống dẫn Động băng tải

Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc Đai, Xích 2.2.2.. Tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp giảm tốc Các loại bánh răng 2.3.. Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp Đai,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN

Địa điểm thực hiện Trường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn

SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN XUÂN ĐẠT

MSSV: DH12200012

ĐỀ SỐ 1 THIẾT KẾ HỆN THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Phương án số: 3

Nhận xét giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên PB

Hệ thống dẫn động băng tải bao gồm:

1 động cơ điện 3 pha không đồng bộ

2 khớp nối đàn hồi

3:Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng 1 cấp

4: bộ truyền động xích ống con lăn

5: băng tải (quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ )

Số liệu thiết kế:

- Lực vòng trên băng tải F (N): 5300

- Vận tốc băng tải v (m/s): 1

- Đường kính tang dẫn D (mm): 300

- Thời gian phục vụ L (năm): 5

- Số ngày làm/năm Kng (ngày): 220

- Số ca làm việc trong ngày (ca):1

2.2.5: Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ

2.2: Phân phối tỉ số truyền

2.2.1 Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc (Đai, Xích)

2.2.2 Tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp giảm tốc (Các loại bánh răng)

2.3 Tính toán các thông số trên các trục

2.3.1 Tính số vòng quay trên các trục

2.3.2 Tính mô men xoắn trên các trục

2.3.3 Tính mô men xoắn trên các trục

2.4 Lập bảng thông số tính toán

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

3.1 Thông số cơ bản của các bộ truyền

3.2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp (Đai, Xích)

3.2.1 Cấu tạo bộ truyền

3.2.2 Tính toán bộ truyền

3.2.3 Kiểm nghiệm độ bền

3.2.4 Bảng thông số hình học bộ truyền

3.3 Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp (các cặp bánh răng)

3.3.1 Cấu tạo bộ truyền bánh răng

3.3.2 Chọn vật liệu bánh răng

3.3.3 Tính toán bộ truyền bánh răng

3.3.4 Kiểm nghiệm độ bền

3.3.5 Bảng thông số hình học bánh răng

3.4 Tính tỉ số truyền cho bộ truyền giảm tốc

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC TRỤC VÀ THEN

4.2.2 Tính trục theo độ bền tĩnh (tính quá tải)

4.2.3 Kiểm nghiệm trục

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN, NỐI TRỤC

5.1 Chọn và kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh ổ lăn

5.1.1 Trục đầu vào

5.1.2 Trục trung gian

5.1.3 Trục đầu ra

5.2 Chọn và kiểm nghiệm nối trục

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ

6.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc

6.2 Thiết kế các chi tiết phụ

6.3 Chọn dầu bôi trơn, dung sai và lắp ghép

KẾT LUẬN

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học thiết kế máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành

cơ khí Việc tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếutrong chương trình đào tạo kĩ sư cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức quan trọng chosinh viên về kết cấu máy

Nội dung đồ án bao gồm những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy và hệ thống dẫnđộng, tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chi tiêu chủ yếu và khả năng làm việc,thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ hộp, chọn cấp chính xác, lắp ghép, dung ssai vàphương pháp trình bày bản vẽ Thuật ngữ và kí hiệu dùng trong đồ án dựa trên tiêuchuẩn Việt Nam phù hợp với thuật ngữ và kí hiệu quốc tế

Quá trình tính toán và thiết kế tham khảo các giáo trình như chi tiết máy, tính toán

hệ thống dẫn động cơ khí, dung sai và lắp ghép, … qua đó từng bước giúp sinh viênlàm quen với công việc phục vụ nghề nghiệp của mình khi ra trường Xin chân thànhcảm ơn thầy Hùng đã hướng dẫn tận tình và dành nhiều đóng góp để em có thể hoànthành đồ án này

Tuy vậy, trong quá trình thực hiện cũng không thể tránh sai sót, do đó em mongđược sự góp ý từ phía giảng viên để có thể rút ra những kinh nghiệm, phục vụ chocông việc sau này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

1.1: Hệ thống truyền động cơ khí

- Băng tải dây đai (Belt Conveyor)

Mô tả: Sử dụng dây đai để vận chuyển hàng hóa trên bề mặt.

Công suất động cơ 0.5 - 15 kW

- Băng tải xích (Chain Conveyor)

Mô tả: Sử dụng xích để truyền động, thường dùng cho hàng hóa nặng.:

Công suất động cơ 0.5 - 20 kW

- Băng tải con lăn (Roller Conveyor)

Mô tả: Sử dụng các con lăn để hỗ trợ vận chuyển hàng hóa, thường dùng cho hàng

50 - 150 mm Đường kính con lăn

0.1 - 5 kW Công suất động cơ

- Băng tải nghiêng (Inclined Conveyor)

Mô tả: Thiết kế để vận chuyển hàng hóa lên hoặc xuống giữa các độ cao khác nhau Bảng thông số:

Tải trọng tối đa 50 - 500 kg/m

Độ dốc tối đa 30° - 45°

Công suất động cơ 0.5 - 10 kW

- Băng tải xoắn ốc (Spiral Conveyor)

chiều thẳng đứng

Bảng thông số:

Lưu ý:

Các thông số trên có thể thay đổi tùy thuộc vào nhà sản xuất và ứng dụng cụ thể Nếucần thêm thông tin chi tiết hoặc hình ảnh khác, bạn có thể tìm kiếm trực tuyến hoặcliên hệ với các nhà cung cấp băng tải

1.2 Kết luận

Hệ thống truyền động cơ khí rất quan trọng trong công nghiệp, mang lại những lợi íchsau:

1 Tăng hiệu suất: Tối ưu hóa quy trình sản xuất và vận chuyển.

2 Độ tin cậy: Thiết kế đơn giản, dễ bảo trì, hoạt động ổn định.

3 Đa dạng ứng dụng: Có nhiều loại phù hợp với yêu cầu cụ thể.

4 Tiết kiệm chi phí: Dù đầu tư ban đầu cao, nhưng tiết kiệm lâu dài.

5 An toàn lao động: Giảm rủi ro cho người lao động trong vận chuyển hàng hóa.

Chiều cao tối đa 3 - 10 m

Công suất động cơ 0.5 - 7.5 kW

CHƯƠNG 2 TÍNH CHỌN ĐÔNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

2.1: Tính chọn động cơ điện

2.1.1:Xác định kiểu loại động cơ

Động cơ không đồng bộ 3 pha (Động cơ cảm ứng): Đây là loại phổ biến cho cácứng dụng băng tải do độ bền cao, chi phí thấp và dễ bảo trì

2.1.2: Xác định suất động cơ

a/ Công suất trên trục công tác của xích tải

Plv =1000F ⋅ v =¿ 5300× 1

1000 =5,3 kW (2.1)

Plv: công suất cần thiết t (kW)

F: lực vòng trên băng tải (N)

v: vận tốc băng tải (m/s)

b/ Hiệu suất truyền động

ŋch = ŋol3 ŋbr ŋkn ŋx = 0,993 0,97.1 0,92= 0,85 (2.2)

ŋ: hiệu suất truyền động

ŋol: hiệu suất một cặp ổ lăn

ŋbr: hiệu suất bộ truyền bánh răng

ŋx: hiệu suất bộ truyền xích

0,3 ÷ 0,40,7 ÷ 0,75

0,93 ÷ 0,950,92 ÷ 0,94

0,2 ÷0 ,3

0,99 ÷ 0,9950,98 ÷ 0,99

0,90 ÷ 0,930,70 ÷ 0,880,95 ÷ 0,96

Theo bảng 2.1 chọn ŋkn= 1, ŋol= 0,99, ŋbr= 0,97, ŋx= 0,91

c/ Công suất động cơ

Pđc= P n ct

ch= 0,855,3 = 6,16 kW (2.3)

Pđc: Công suất động cơ (kW)

Pct: Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW)

ŋ: Hiệu suất truyền động

2.1.3: Xác định tốc độ của động cơ:

nct= 60000 v π D = 60000 1 π 300 = 63,66 (vg/ph) (2.4)

nct: Số vòng quay trục đang trống trên băng tải (vg/ph)

v: Vận tốc băng tải hoặc xích tải (m/s)

Truyền động bánh răng cone

15…60 10…40 300…800 60…90

2…4 4…6 3…5 2…5 2…4

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb= 750 vg/ph

Với Pct= 5,3kW và nđc= 750 vg/ph, dùng động cơ 4A160S8Y3 với số vòng quay động

cơ nđc= 730 vg/ph Pdc=6,16(kW)

2.1.4 Chọn động cơ thực tế

dùng động cơ 4A160S8Y3 với số vòng quay động cơ nđc= 730 vg/ph; uch= 15,30 ukn= 1

2.1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ

Kiểm tra điều kiện mở mấy và điều kiện quá tải của động cơ vừa chọn :

=> Thỏa mãn điều kiện mở máy và điều kiện quá tải của động cơ

2.2 Phân phối tỉ số truyền

2.3.3 Tính mô men xoắn trên các trục

Mô men xoắn thực trên trục động cơ là

Thông số

-Góc nghiêng của trục chính so với phương ngang:300

- Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 tiếng

3.2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài hộp (đai, xích)

3.2.1 Chọn loại xích: Chọn xích ống con lăn 1 dãy

K a=1: Hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục và chiều dài xích(a=40)

kⅆCc=1: Hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích

k d=1,35: Hệ số tải trọng (Tải trọng va đập nhẹ)

K b t=1,3: Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn

K c= 1 : Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

Do là xích con lăn một dãy nên Kx = 1

Theo công thức (5.3) công suất tính toán :

Pt =k k z k n p

k x = 4,2

Theo bảng 5.5 ứng với công suất cho phép [P]>Pt và số vòng quay thực nghiệm

nol = 200 vg/ph ta có được bước xích pc =19,05mm

Kiểm tra số vòng quay giới hạn ứng với bước xích pc = 19,05 mm tra từ bảng 5.8ta có

ntới hạn = 900 vg/ph nên điều kiện n = 191,09 vg/ph < nth được thỏa

Thế vào biểu thức ta có : ρ C ≥ 600√3 ρ1⋅ k

z1⋅n1[p0]⋅ k x

¿600√3 24.730 30 16,62.1,9305 =17,382mmBước xích ta chọn đã thỏa mãn điều kiện trên

-Tính toán các thông số của bộ truyền xích vừa chọn :

Kd =1,2 (xích 1 dãy) , lực va đập trên 1 dãy xích theo (5.19)

Với z = 24 ta dùng phép nội suy tính ra :

A – diện tích chiếu của bản lề , . mm2, tra bảng 5.12 = 39,6mm2

E – modun đàn hồi , Mpa

E=2E ⋅ E1⋅ E2

1+E2 =2.2,1.10

5

.2,1.1052,1.105

+2,1.105 =2, 1.105MPa

Với E1, E2 lần lượt là modun đàn hồi của vật liệu làm con lăn và răng đĩa ở đây là chọn vật liệu làm ra con lăn và răng đĩa là thép nên E1=E2=2, 1.105MPa

Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất cho phép [σ h]= 570Mpa, đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1 tương tự σ h 2 ≤[σ h] (với cùng vậtliệu và nhiệt luyện)

Thông số truyền xích :

Đường kính vòng chia đĩa

3.3 Tính toán thiết kế các bộ truyền trong hộp (các cặp bánh răng):

Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

3.3.1 Cấu tạo của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng gồm hai bánh răng hình trụ với các răng thẳng song song trục Khi hoạt động, bánh răng chủ động truyền chuyển động quay và lực qua các răng ăn khớp, làm quay bánh răng bị động trên trục song song Bộ truyền này

có cấu tạo đơn giản, hiệu suất cao và phù hợp cho các ứng dụng truyền tải lớn và chínhxác

-Chọn vật liệu chế tạo bánh răng :

Chọn thép C45 được tôi cải thiện

Theo bảng 6.15 ta chọn ψ ba= 0,315 do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục

Do [σ Hβ]≤[σ Hβ]min = 433,63Mpa

Suy ra: [σ Hβ] 433,63 Mpa

3.3.8 Ứng suất uốn cho phép tính công thức như sau :

[σ F] = σ OFlim S

F

K FLvới SF = 1,75 tra bảng 6.13, từ đây ta có :

Ta có góc nghiêng β=0 , từ (6.18) xác định số bánh răng nhỏ

z1 = 2 a w

[m (u+1)]=

2.125[2 (3,82+1)]=25,9≈ 26

ZM − hệ số kể đến cơ tính của vật liệu bánh răng.

Do cặp bánh răng đều bằng thép nên