thiết kế trạm dẫn động băng tải bao gồm bộ truyền ngoài và hộp giảm tốc

ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY GVHD: VŨ KIM CHÍNH BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TP.HỒ CHÍ MINH 07/2010 SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 1 LỚP CĐ CĐT 32B ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY GVHD: VŨ KIM CHÍNH LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Chi tiết máy là một đồ án chuyên nghành chính của sinh viên nghành cơ khí. Việc tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kĩ sư cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức quan trọng cho sinh viên về kết cấu máy. Nội dung đồ án bao gồm những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy và hệ thống dẫn động; tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy; chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Thuật ngữ và khí hiệu dùng trong đồ án dựa theo tiêu chuẩn nhà nước, phù hợp với thuật ngữ và kí hiệu quốc tế. Khi thiết kế đồ án chi tiết máy chúng ta phải nghiên cứu kỹ những giáo trình như Công nghệ chế tạo máy, Khoa học vật liệu, Nguyên lý máy, Dung sai lắp ghép, Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Khi thiết kế chúng ta phải sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo và đặc biệt là thầy giáo VŨ KIM CHÍNH đã hướng dẫn và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này. Khi thực hiện đồ án trong tính toán còn có nhiều sai sót em xin trân trọng cảm ơn những ý kiến, chỉ dẫn của thầy. SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 2 LỚP CĐ CĐT 32B ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY GVHD: VŨ KIM CHÍNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI BAO GỒM BỘ TRUYỀN NGOÀI VÀ HỘP GIẢM TỐC 1.Thông số cho trước + Lực kéo băng tải: P=6500 (N) +Vận tốc băng tải: V=1,6 (m/s) +Đường kính tang băng tải: D=300 (mm) 2.Đặc tính làm việc: +Băng tải làm việc một chiều, tải trọng thay đổi không đáng kể. +Thời gian làm việc:5năm;300 ngày/năm;2ca/ngày;8h/ca SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 3 LỚP CĐ CĐT 32B ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNGI: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN - Để chọn động cơ cho bộ truyền trước hết ta phải tính công suất cần thiết Ta có công thức: N ct = η N Trong đó: N ct : Công suất cần thiết N: Công suất trên băng tải η: hiệu suất chung - Hiệu suất chung được tính theo công thức: η = η 1 . η 2 2 .η 4 3 . η 4 Trong đó: η 1 =0,94 : hiệu suất bộ truyền đai η 2 =0,97: hiệu suất bộ truyền bánh răng η 3å =0,995 : hiệu suất 1 cặp ổ lăn η 4 =1 : hiệu suất khớp nối - Vậy hiệu suất chung là: η = 1 . 0,97 2 . 0,94 . 0,995 4 =0,87 + mặt khác ta có: N 1000 .VP = 1000 6,1.6500 =10,4 (Kw) + Công suất cần thiết: SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 4 LỚP CĐ CĐT 32B ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH N ct = η N = 87,0 4,10 = 11,95 (Kw) - Theo bảng 2P trang 322 sách TKCTM ta chọn động cơ che kín có quạt gió Kiểu A02-61-4 Có công suất động cơ N đc = 13 Kw Số vòng quayN đc= 1460 v/phút. - Hiệu suất 86%. CHƯƠNGII: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I. Tính tỉ số truyền chung: Ta có: i c = g đc n n tan Trong đó: n đc = 1460 v/p số vòng quay động cơ n gtan = 101,9 v/p số vòng quay của tang Vậy i c = n n dc = 9,101 1460 = 14,32 Với i c = i h . i đ Trong đó: i h : tỉ số truyền của các bộ truyền bánh răng trong hộp i đ : tỉ số truyền của bộ truyền đai - Theo ta chọn : SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 5 LỚP CĐ CĐT 32B ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH i đ = 2 i h = i bn .x i bt i h = đ c i i = 2 32,14 =7,16 - Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu nên ta chọn I bn = (1,2 ÷1,3).i bt ⇒ i h = 1,2 . i 2 bt ⇒ i bt = 2,1 h i = 2,4 ⇒ i bn = 1,2. bt i =1,2. 4,2 = 2,9 II.Tính tốc độ, công suất, và momen xoắn của các trục * Trục I: n 1 = đ đc i n = 2 1460 =730 (vg/p) N 1 = N dc . η 1 . η 3å =13 . 0.94 . 0,995 =12,4 (kw) M x1 = 9,55. 10 6 . 162219 730 4,12 .10.55,9 6 1 1 == n N (N.mm). * Trục II: n 2 = bn i n 1 = 9,2 730 =251,9 (v/p) N 2 = N 1 . η 2å .η 3 = 12,4 .0,995 .0,97= 11,96 (KW) M x2 = 9,55. 10 6 . 453786 7,251 96,11 .10.55,9 6 2 2 == n N (N.mm). * Trục III: n 3 = bt i n 2 = 4,2 9,251 =104,8 (v/p) SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 6 LỚP CĐ CĐT 32B ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH N 3 = N 2 . η 2 . η 3 = 11,96 . 0.995 . 0,97 = 11,54 (KW) M x3 = 9,55. 10 6 . 1051593 8,104 54,11 .10.55,9 6 3 3 == n N (N.mm). Bảng hệ thống số liệu tính được: Trục Động cơ I II III Tỉ số truyền i i d = 2 i bn =2,9 i bt =2,4 Số vòng quay n (v/p) 1460 730 251,7 104,8 Cơng suất N (KW) 13 12,4 11,96 11,54 Momen M x 85034 162219 453786 1051593 SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 7 LỚP CĐ CĐT 32B ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH Phần II : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI I. Thiết kế bộ truy ền đai A . Chọn lo ại đai hình thang: Theo bảng(5-13) trang 93 sách TKCTM: Giả thiết vận tốc của đai là V>5(m/s) cho nên ta dung loại đai Ε hoặc Β Tiết diện đai Ε Β 1_kích thước tiết diện đai: theo bảng (5-11) trang93 sách TKCTM: a.h(mm) tiết diện đai F(mm 2 ) 2_đường kính bánh đai nhỏ: theo bảng (5-14) trang 93 sách TKCTM D 1 (mm) Kiểm tra vận tốc đai: cơng thức(5-18) trang 93 V= 60.1000 .1460. 1 D π =0,764D 1 V<V max =(30 35 ÷ ) (m/s) 3_đường kính bánh đai lớn : D 2 (mm) Lấy ε =0,02 (hệ số trượt của đai hình thang) D 2 = 1 n n đc (1-0,02)D 2 Chọn D 2 theo tiêu chuẩn ở bảng(5-15) trang93 Số vòng quay thực n ' 2 (trục bị dẫn) 17 .10,5 138 200 15,2 392 400 22.13,5 230 250 19 490 500 SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 8 LỚP CĐ CĐT 32B ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY GVHD: VŨ KIM CHÍNH Theo công thức (5-8) trang 85 sách TKCTM Ta có: n ' 2 =(1-0,02). 1460 2 1 D D Tỉ số truyền : i = ' 2 n n = ' 2 1460 n 4_ chọn sơ bộ khoảng cách trục A: Theo bảng (5_16)trang 94 sach TKCTM chọn A ≈ D 2 (mm). 5_ tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A. Theo công thức (5-1)trang 83 sách TKCTM ta có: L = 2A+ ++ )( 2 21 DD π Α − 4 )( 2 12 DD (mm) Theo tiêu chuẩn: tra bảng(5-12) ta có Kiểm nghiệm số vòng chạy U trong 1 giây U = L V <U max =10 6_ xác định khoảng cách trục A: Chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn-theo công thức(5-2) trang 83. A = [ ] 8 )(8)(2)(2 2 12 2 2121 DDDDLDDL −−+−++− ππ -Khoảng cách trục A phải thỏa mãn điều kiện sau: 0,05.(D 1 +D 2 )+ h ≤ A ≤ 2(D 1 +D 2 ) -Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai: A min =A - 0,015L -Khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng: A max =A + 0,03L 7_Tính góc ôm 1 α , 2 α Theo công thức(5-3) trang 83 ta có: 715,5 2,04 400 1767 1800 5,6 417 390 471 715,5 2,04 500 2208 2240 5,8 516 482,4 583,2 SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 9 LỚP CĐ CĐT 32B ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY GVHD: VŨ KIM CHÍNH 1 α = 180  - Α − 12 DD 57  2 α = 180  + Α − 12 DD 57  Góc ôm 1 α ≥ 120  8_ Xác định số đai cần thiết: Ζ Chọn ứng suất ban đầu 2,1 = σ (N/mm 2 ) và trị số D 1 (mm); Tra bảng (5-17)trang 95 sách TKCTM: Thì ta tìm được ứng suất cho phép [ ] p σ (N/mm 2 ) C t -hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng, tra bảng (5-6) trang 89: C α -hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, tra bảng (5- 18)trang95 ta có: C v -hệ số xét ảnh hưởng của vận tốc, tra bảng (5-19) trang 95 ta có: Ζ = [ ] FCCCV N vtP 1000 α σ hoặc Ζ = [ ] FCCC P vtP α σ Lấy số đai Z là: 9_định các kích thước chủ yếu của bánh đai: Theo công thức (5-23): t ;s theo bảng 10-3 trang 257 sách TKCTM 152 207 1,74 0,9 0,89 0,94 4,73 5 152 207 1,74 0,9 0,89 0,94 2,14 2 SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 10 LỚP CĐ CĐT 32B [...]... kết cấu bộ truyền đai thang loại Ε nhỏ gọn hơn bộ truyền đai loại B loại Ε đơn giản hơn, ít tốn kém hơn Vì thế ta chọn loại đai Ε SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG LỚP CĐ CĐT 32B 11 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng của cấp nhanh trong hộp giảm tốc theo số liệu sau: - Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn n1 =1460 v/p, bộ. .. số tải trọng K và khoảng cách trục A - Hệ số tải trọng K được tính theo công thức K = Ktt Kđ - Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên chọn Ktt = 1: số tập trung tải trọng - Đối với bánh răng trụ Kđ = 1,2: hệ số tải trọng động ⇒ K = 1 1,2 = 1,2 - Vì hệ số K =1,2 không khác nhiều so với k sơ bộ, nên khoảng cách trục A - Lấy A = 210 mm 8 Xác đònh mun, số răng, góc nghiêng và. .. Ktt Kđ - Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên chọn Ktt = 1: số tập trung tải trọng - Đối với bánh răng trụ răng thẳng 2,5m n Giả sử b > sin β với cấp chính xác 9 và vận tốc vòng V< 3 m/s tra bảng (3-14) ta chọn Kđ = 1,2: hệ số tải trọng động ⇒ K = 1 1,2 = 1,2 Trị số K điều chỉnh khơng chênh lệch so với đã chọn sơ bộ nên lấy A=176(mm) 8 Xác đònh mun, bánh răng và chiều rộng... trong hộp đến mặt bên của ổ lăn: 10 mm - khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp: 10 mm SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG LỚP CĐ CĐT 32B 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH - đường kính bu lơng cạnh ổ để ghép nắp vào thân hộp :16(mm) - chiều rộng của ổ lăn B=25mm - chiều cao bu lơng ghép nắp ổ và chiều dày nắp bu long lấy: 16 mm - chiều cao của lắp hộp vào đầu bu lơng: chọn sơ bộ l3... bánh đai và đầu bu long lấy: 10 mm - Chiều rộng bánh đai B = 105mm - chiều rộng bánh răng cấp nhanh:55mm ;và 50mm - chiều rộng bánh răng cấp chậm:85mm ; và 80 mm * Ta tìm chiều dài các đoạn trục cần thiết và khoảng cách các gối đỡ - Khoảng cách giữa gối đỡ trục và điểm đặt lực của bánh đai tác dụng lên trục là: l= Bđ B 105 25 + l4 + l3 + = + 16 + 15 + = 96mm 2 2 2 2 - khe hở giữa bánh răng và thành... 136;316 118 ;298 P pr 20 Góc ăn khớp 32 ; 77 Số răng 7090 Lưc vòng 2590 Lực hướng tâm SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG LỚP CĐ CĐT 32B 28 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH PHẦN 3 : THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN CHƯƠNG I :THIẾT KẾ TRỤC I Tính sơ bộ *chọn vật liệu thép 45 chọn [ τ ] x = 30 N / mm2 , C = 120 I.theo công thức (7-2) trang 114 ta có : d ≥ C3 N n Trong đó: d:đøng kính trục n:số vòng quay 1 phút của trục... 104,8 số vòng quay một phút của bánh răng bò dẫn ’ θ = 1,25 hệ số phản ánh sự tăng năng tải N = 11,96 KW công suất trục 2 - Vì bộ truyền có công suất tách đôi nên công thức khoảng cách trục, công suất phải chia cho hai 2 - Ta có: A ≥ (2,4 + 1) 3  1,05.106  11,96.1,3     = 209 (mm)  494.2,4  0,4.104,8.1,25 - Ta chọn A=210 mm 6 Tính vận tốc vòng và chọn cách chính xác chế tạo bánh răng SVTH:... (mm) 6 Tính vận tốc vòng của bánh răng và cấp chính xác để chế tạo bánh răng πd1n1 2πAn1 2.3,14.176.730 V = 60.1000 = 60000(i + 1) = 60000(2,9 + 1) =3,35 (m/s) bn (3-17) - Với vận tốc này có thể chế tạo bánh răng theo cấp chính xác 9 bảng (3-11) SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG LỚP CĐ CĐT 32B 14 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH 7 Đònh chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A - Hệ số tải trọng K được... 1,5 × 1,8 3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: k =1,3 4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng : ψA = b =(0,3 ÷ 0,45)=0,4 A 5 Tính khoảng cách trục A SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG LỚP CĐ CĐT 32B 23 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: VŨ KIM CHÍNH - Theo bảng (3-10) bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ta có công thức 2  10,5.106  KN 2 A ≥ (ibt ± 1)   [σ ] i  ψ θ 'n  tx bt  A 3  3 - Trong đó: i=2,4 tỉ số truyền của cặp bánh... ×1,8 = 114, 7 (N/mm2) 3 Chọn sơ hệ số tải trọng: K=1,3 4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψA = 0,3 5 Tính khoảng cách trục: A - Theo bảng (3-10) bộ trền bánh răng trụ răng thẳng, ta có công thức: 2 A ≥ (i ± 1) 3  1,05.106  K N   [σ ] i  ψ n.θ  tx bn  A  - Trong đo ù: i bn = 2,9 tỉ số truyền n = 251,7 (V/P) : số vòng quay trong một phút của bánh răng bò dẫn N = 12,4 KW: công suất 2 A ≥ (2,9 . chỉ dẫn của thầy. SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG 2 LỚP CĐ CĐT 32B ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY GVHD: VŨ KIM CHÍNH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI BAO GỒM BỘ TRUYỀN NGOÀI VÀ HỘP. II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng của cấp nhanh trong hộp giảm tốc theo số liệu sau: - Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn n 1 =1460 v/p, bộ truyền. Phần II : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI I. Thiết kế bộ truy ền đai A . Chọn lo ại đai hình thang: Theo bảng(5-13) trang 93 sách TKCTM: Giả thiết vận tốc của đai