Đồ án i chi tiết máy Đề số 5 thiết kế hệ dẫn Động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆPKHOA CƠ KHÍ --- ĐỒ ÁN I - CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 5 THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Loại hộp: Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh Sinh viên thực hiện:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ -

ĐỒ ÁN I - CHI TIẾT MÁY

ĐỀ SỐ 5

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Loại hộp: Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh

Sinh viên thực hiện:

Phan Hoàng Tú Phạm Văn Thuận Hoàng Gia Khánh Lớp: Cơ Điện Tử 16A1

Giảng viên hướng dẫn:

Nguyễn Ngọc Thể

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Loại hộp: Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh

(1 cấp thẳng – 1 cấp nghiêng)

4 Bộ truyền đai

Các số liệu cho trước:

1 Lực kéo băng tải: F = 14000 N

1.1 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền:

a Ý nghĩa của việc chọn hợp lý động cơ điện

Chọn động cơ điện là công việc đầu tiên và là công việc rất quantrọng trong việc thiết kế hộp giảm tốc, nó có ý nghĩa về hiệu quả và kinh

tế Chọn hợp lý động cơ điện thì tận dụng được hết công suất của động

cơ và vật liệu chế tạo hộp giảm tốc, từ đó tiết kiệm được nguyên vật liệu

và giá thành chế tạo bộ truyền rẻ

b Xác định công suất cần thiết của động cơ

Xác định công suất cần thiết của động cơ

Công suất cần thiết của động cơ được xác định theo công thức

P ct=P lv

η (kW)

Trong đó :

Pct (kW) là công suất cần thiết trên trục động cơ

Plv (kW) là công suất tính toán trên trục máy công tác

η Là hiệu suất truyền động

Tra bảng 2.3 (trang19 -d1) ta được các hiệu suất:

ηk= 0.99 - là hiệu suất bộ truyền khớp nối trục

ηol= 0,995 - là hiệu suất các ổ lăn (được che kín)

ηbrt= 0,97 - là hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng (được che kín)

ηbrc= 0,97 - là hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ nghiêng (được che kín)

ηđ = 0,95 - là hiệu suất truyền đai (hở)

Theo bảng 2.4( trang 21-d1) với truyền động đai

Chọn u = 2,5; uh=20d

Vậy: U = U U = 20.2,5= 50t h d

Với: U là tỉ số truyền của hộp giảm tốch

Ud là tỉ số bộ truyền ngoài (bộ truyền đai)

Số vòng quay của trục công tác là n : công thức 2.16( trang 21-d1) lv

nlv = n =ct

60000.v

π D =60000 0,46

Trong đó: v= 0,46 m/s: vận tốc băng tải

D= 304 mm: Đường kính tang quay

Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsbđc là:

nsbđc = n u = 28.91 50 = 1445.5 (vòng/phút)lv t

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là n = 1455 (vòng/phút)đb

Ta có: P = 7.428 kW ; nct đbđc = 1455 vòng/phút ; mm

Theo bảng P1.3 (trang 237)

Ta chọn được kiểu động cơ là: 4A132S4Y3

Có các thông số kỹ thuật của động cơ như sau : 4A132S4Y3

Bảng 1.1: Các thông số kỹ thuật của động cơ

=> Kết luận động cơ 4A132S4Y3 phù hợp với yêu cầu thiết kế.

1.2 Phân phối tỉ số truyền

a Xác định tỉ số truyền u của hệ thống dẫn động t

Tỉ số truyền của hệ thống dẫn động được xác định bằng tỉ số của số vòngquay đầu vào của bộ truyền và số vòng quay đầu ra của bộ truyền

ut=ndc nlv (lần)Với: n = 1455 (v/p) là số vòng quay của động cơ điện chọn được.dc

n = 28.91 (v/p) là số vòng quay trên trục băng tải.lv

=>ut =ndc

nlv =28.911455 = 50.328 (lần)

b Phân phối tỉ số truyền u của hệ thống dẫn động cho các bộ truyền t

Tỉ số truyền của hệ thống dẫn động được phân phối cho bộ truyền tronghộp giảm tốc và bộ truyền ngoài (bộ truyền đai)

ut = uh.ud = 50.328 (lần)Chọn uh = u⇒ d =50.32820 = 2.5164;

uh = u1.u2

u1, u - tỉ số truyền cấp nhanh, cấp chậm 2

Trong đó: P - công suất của động cơ ; η , η , η lần lượt là hiệu suất củađc ol k br

ổ lăn, khớp nối và bánh răng

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI

Thông số yêu cầu

Ta có : vận tốc của băng v=0,46 (m/s) < 5 (m/s) và công suất P3=6.6

(kW).Theo bảng 4.6 (trang 53-) ta chọn đai dẹt Б-800 4 lớp, ko có lớp lót

2.3 Tính khoảng cách trục A và chiều dài L của đai

Khoảng cách trục A giữa 2 bánh đai tính theo công thức 4.3(tr53):

2.4 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ đai

Số lần uốn của đai trong 1 giây là:

i=v

3320 = ¿ 4.59Với điều kiện 3 ≤ i≤ 5, vậy kết quả tính: i= ¿ 4.59 thỏa mãn

Góc ôm đai bánh nhỏ theo công thức 4.7(tr54):

2.5 Xác định tiết diện đai

Chọn chiều dày đai theo công thức bảng 4.8(tr55):

Với α1=164.45∘, tra bảng 4.10 (tr57) ta được C α=0.94

Với α=0, tra bảng 4.12 (tr57), ta được C0= 1

Thay số vào công thức 4.10 ở trên:

[σ F] = [σ F]0⋅ C α ⋅ C v ⋅ C0

[σ F] = 2.25⋅ 0.94 ⋅0.95 1⋅

[σ F] = 2 (MPa)

Theo bảng 4.1 (tr51), ta chọn b=63

Từ chiều rộng đai b, theo bảng 20.16 ta tra chiều rộng bánh đai B=71(mm)

2.6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Với σ0 đã chọn được khi xác định [σ F]0, tính được lực căng ban đầu theo công thức 4.12 (tr58):

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Suy ra N HE 1>N HO 1 do đó K HL 1=1

¿

Nhưng theo tính toán sô bộ lấy Z R.Z v.K xH=1 (S H, S F theo bảng 6.2)

Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo công thức 6.12(tr95-)

Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra N HE đều lớn hơn N H 0nên K HL=1 do

để [σ H]' sb=[σ H]2= 491

Theo công thức 6.8(tr93-)

Do đó K FL 2=1 tương tự K FL 1=1

Theo công thức 6.2 với bộ truyền quay 1 chiều K FC=1, ta được:

Ứng suất quá tải cho phép theo công thức 6.13(tr95-) và 6.14 (tr96-)

3.3.Tính toán cấp nhanh

a.Xác định sơ bộ khoảng cách trục

=>Ta chọn a w 1=165

Do đó theo bảng 6.7(tr98-): K H β=1.15 (sơ đồ 3)

b.Xác định thông số ăn khớp

Theo công thức 6.17 (tr97-): m=(0.01-0.02).a w

m=(0.01-0.02) 165 m=1.65 - 3.3Chọn m=2.5 (bảng 6.8 tr99-)

Chọn β=10 (độ) do đó cosβ=0.9848, theo công thức 6.31(tr103-)

Do đó theo công thức 6.34(tr105-):

Theo công thức 6.37(tr105-):

Với ε α công thức 6.38(tr105-):

Trong đó, theo công thức 6.38b(tr105-):

Theo công thức 6.39, K H=K HB.K Hα.K HV=1.15 1.16 1.05=1.4

Thay các giá trị vào công thức 6.33, ta được:

Xác định chính xác với ứng suất cho phép(tr91-)

¿] = ¿] Y R Y v K xH= 257,1 1 1,016 1 = 261,21 (MPa)

Tương tự ta tính được: ¿] = 230 (MPa)

Thay các giá trị vừa tính vào công thức trên:

e.Kiểm nghiệm về quá tải

Theo công thức 6.48 với :

Đường kính đáy răng:

Chọn a w 2=226, do đó cần điều chỉnh để tăng khoảng cách trục từ 225 lên 226

Tính hệ số dịch tâm theo công thức 6.22(tr100-)

Ta có: ϵ α =1.88−3.2⋅(1

140)=1.777Với bánh răng thẳng, áp dụng công thức 6.36a, ta tính Z ε:

Theo công thức 6.1(tr91-) với v=1.34, Z V=1, với cấp chính xác động học là

8, chọn cấp chính xác là 9

Z R= 0.95

K XH=1[σ H]=[σ H].Z R.Z v.K XH= 466.355 (MPa)

Như vậy σ H<[σ H], nhưng chênh lệch này là nhỏ, do đó có thể giảm chiều rộng răng:

Thay các giá trị vừa tính vào công thức ta được:

Theo công thức 6.48 với K qt = 1.66

Theo công thức 6.49:

Bảng tổng hợp số liệu chương 3

Cấp nhanh

4.3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực

Từ d1, d2, d3 (bảng 10.2-tr189-) xác định được chiều rộng ổ lăn:

4.4.Xác định trị số chiều và chiều của các lực từ chi tiết tác dụng lên trục

=> Ta chọn F k = 200 (N)

Chọn hệ tọa độ như sơ đồ phân tích lực:

Lực khớp nối đàn hồi tác dụng lên trục 1:

=> x1 và x2 ngược chiều hình vẽ

=> y1 và y2 ngược chiều hình vẽ

Biểu đồ mômen trục 1

b.Trục 2:

Chọn hệ tọa độ như sơ đồ phân tích lực:

Biểu đồ mômen trục 2

=> x2 ngược chiều hình vẽ

4.5 Định đường kính và chiều dài các đoạn trục

Mômen tương tương đương tại tiết diện j:

Ta chọn được σ1 = 63 MPa, σ2 = 63 MPa, σ3 = 50 MPa

Kết quả tính mômen tương đương:

b.Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, do đó σ aj tính theo công thức 10.22(tr196-), σ mj = 0 Vì trục quay

1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, do đó τ mj= τ aj, tính theo công thức 10.23(tr196-)

c.Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục:

Dựa theo kết cấu trục trên các biểu đồ mômen ở trên, có thể thấy cáctiết diện sau đấy là tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi: -Trục 1: bánh đai 0, bánh răng b1, b2, ổ lăn 1 và 2

-Trục 2: bánh răng b3, b5, b5

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN Ổ LĂN

5.1-Chọn ổ bi đỡ chặn 1 dãy kí hiệu 307: cỡ trung

Đườngkính bi,mm