Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ A.LỜI MỞ ĐẦU Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy. Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học nhằm 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. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy .từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình. Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc côn - trụ và bộ truyền đai. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến băng tải. Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực hiện đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót.Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cô giáo. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy giáo Trần Quyết Tiến đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này./ SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 1 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Đề số: 1A PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I. CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xác định công suất cần thiết của động cơ a.Công suất cần thiết P ct : P ct = P lv . β η KW Trong đó: P lv : công suất trên trục công tác β : hệ số tải trọng tương đương η : hiệu suất truyền động Công suất trên trục công tác : P lv = 1000 .vF KW F= 2500N : Lực kéo băng tải v= 2,0 m/s : Vận tốc băng tải P lv = 2500.2,0 1000 = 5 KW Hệ số tải trọng tương đương : β β = √ t i t ck ∑ ( P i P l ) = √ t mm t ck . ( 1,4 M M ) 2 + t 1 t ck . ( M M ) 2 Ta có t mm = 3s t mm t ck . ( 1,4 M M ) 2 ≈ 0 β = √ t 1 t ck . ( M M ) 2 =1 Hiệu suất truyền động : η SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 2 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ η = η đ η br η 3 ol η k η đ = 0,96 : Hiệu suất bộ truyền đai để hở ( Tra bảng 2-3) η br = 0,98 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng, để kín. ( Tra bảng 2-3) η ol = 0,995 : Hiệu suất của một cặp ổ lăn ( Tra bảng 2-3) η k = 1 : hiệu suất khớp nối Vậy hiệu suất của toàn bộ hệ thống : η = 0,95.0,98. 0,995 3 = 0,926 Công suất cần thiết P ct bằng : P ct = P lv . β η = 5.1 0,926 = 5,395 kw 2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ : Số vòng quay sơ bộ của động cơ là : n Sb = n lv .u t (công thức 2.8 /21) Trong đó n lv : là số vòng quay của trục công tác u t : là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống Số vòng quay của trục công tác : n lv n lv = 60000.v π .D = ¿ 60000.2,0 π .575 =66,43¿ vòng/phút ) với D= 575mm : đường kính băng tải Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống : u t u t = u đ .u br Tra bảng 2.4/t21/q1- ta chọn : u đ = 4 ; u br = 3,5 Suy ra : u t = 4.3,5=14 Số vòng quay sơ bộ của động cơ là : n Sb = n lv .u t = 66,43.14 = 930,02 (vòng/phút) 3. Chọn động cơ : Động cơ cần chọn làm việc ở chế độ dài với tải trọng va đập nhẹ nên động cơ phải có P đm ≥ P ct = 5,395 KW SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 3 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ N đc ~ n sb = 930,02 (vòng/phút) T mm T ≤ T k T dn -Theo bảng 1.1-Phụ lục/234/q1.Ta chọn động cơ có số hiệu 4A132S6Y3 có thông số kỹ thuật Kiểu động cơ Công suất (kw) Vận tốc(v/p) Cos φ η (%) T max T dn T k T dn 4A132S6Y3 5,5 960 0,80 85 2,2 2,0 Kiểm tra điều kiện mở máy P đc = 5,5 > P ct = 5,395 N đb = 960(v/p) ≈ n sb = 930,02 (v/p) T mm T 1 = 1,4 M M =1,4 T k T dn = 2,0 T mm T 1 ≤ T k T dn (thỏa mãn) II. Phân phối tỷ số truyền : - Với động cơ đã chọn ,ta có : P đc = 5.5 (KW) n đc = 960 (v/p) Theo công thức tính tỷ số truyền ta có : u t = n đ c n lv = 960 66 ,43 =14,451 Mà ta có : u t = u đ u br Trong đó : u đ = 4 : tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng U br = U t U đ = 14,451 4 = 3,612 6. Tốc độ quay và công suất động cơ trên các trục : - Tốc độ quay trên trục động cơ : n đc = 960 ( v/p) SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 4 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ - Tốc độ quay trên trục I là: n I = n đ c u đ = 960 4 =240 ( v/p) - Tốc độ quay trên trục II là: n II = n I u br = 240 3,612 =66,43 ( v/p) -Tốc độ quay trên trục công tác là: n ct = n II U k = 66,43 1 =66,43(v / p) - Công suất trên trục II : P 2 = p td η ol 2 .η k = 5 0,995 2 .1 = 5,050 (kw) - Công suất trên trục I là : P I = P II η br η ol = 5,050 0,98.0,995 =5,179 (kw) -Công suất trên trục động cơ : P đc = P I η đ = 5,179 0,96 = 5,395 (KW) 7. Xác định momen xoắn trên các trục : Momen xoắn trên trục động cơ là: T đ c =9,55. 10 6 . P đ c n đ c =9,55.10 6 . 5,395 960 =54713,541Nmm Momen xoắn trên trục I là : T I =9,55. 10 6 . P I n I =9,55.10 6 . 5,179 240 =206081,041 Nmm Momen xoắn trên trục II là : T II =9,55.10 6 . P II n II =9,55.10 6 . 5,050 66,43 =725989,763 Nmm Momen xoắn trên trục công tác là : T ct =9,55.10 6 . P tđ n ct =9,55.10 6 . 5 66,43 =718801,746 Nmm ♦ Ta có bảng thông số sau : Thông số/Trục Động cơ Trục I Trục II Trục công tác u đ =4 u br =3,612 U k =1 P (KW) 5,5 5,179 5,050 5 SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 5 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ n (v/ph) 960 240 66,43 66,43 T (N.mm) 54713,541 206081,041 725989,763 718801,746 SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 6 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ PHẦN II : TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN I .Bộ truyền đai thang 1.Chọn loại đai : a.Các thông số đầu vào : Công suất trên trục chủ động ( trục bánh đai nhỏ ) : P 1 = P đc =5,5 KW Tốc độ quay của bánh đai nhỏ : n 1 =n đc = 960V/P Momen xoắn trên trục chủ động : T 1 =T đc = 54713,541 Nmm b b y 40 0 h t o Tỷ số truyền : u 1 = u đ = 4 Số ca làm việc : 1 ca Đặc tính làm việc : Va đập nhẹ b.Chọn loại đai Thiết kế bộ truyền đai gồm các bước : – Chọn loại đai. – Xác định kích thước và thông số các bộ truyền. – Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu và khả năng kéo của đai. – Xác định lực căng dây đai và lực tác dụng lên trục. Theo hình dạng tiết diện đai , phân ra : Đai dẹt ,đai thang ,đai nhiều chêm và đai răng. Với : Công suất của bộ truyền đai : P 1 =5,5 KW Số vòng quay trục chủ động : n 1 =960 V/P – Theo hình 4.1/T59/q1.Ta chọn tiết diện đai hình thang loại Б. SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 7 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ Dựa vào bảng 4.13/T59/q1 .Ta chọn loại thang thường .Theo đó , thông số kích thước cơ bản của đai thang thường loại Б như sau : Loại đai Kích thước tiết diện đai (mm) Diện tích tiết diện A,mm 2 Đường kính bánh đai nhỏ Chiều dài giới hạn b t b h y 0 Б 14 17 10,5 4,0 138 140-280 710 -7100 2.Xác định đường kính bánh đai : a.Xác định đường kính bánh đai nhỏ d 1 : Theo bảng 4.21/t63/q1 chọn đường kính bánh đai nhỏ d 1 =180 mm theo Б tiêu chuẩn. Vận tốc đai : v = π . d 1 n 1 60000 = π .180.960 60000 = 9,047 (m/s) v =9,047 (m/s) < v max = 25 (m/s) ( thỏa mãn ) b.Xác định đường kính bánh đai lớn d 2 Theo công thức (4.2)/t53/q1 ta có đường kính bánh đai lớn : d 2 = u đ .d 1 .(1- ε ) Trong đó : u đ = 4 : hiệu suất bộ truyền đai : ε Hệ số trượt bộ truyền đai : ε = 0,02 d 2 = 4.180.(1- 0,02) = 705,6 mm Chọn theo tiêu chuẩn : d 2 =710 mm Tỷ số truyền bộ truyền đai trong thực tế : U t = d 2 d 1 .(1−ε) = 710 180 (1−0,02) = 4,025 Sai số của tỉ số truyền SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 8 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ Δ = u t −u đ u đ .180% = 4,025−4 4 .100% =0,623% < 4%(thoả mãn) 3.Xác định khoảng cách trục sơ bộ: –Dựa vào bảng 4.14/t60/q1 ,ta có u đ =4=¿ a/d 2 =0 ,95 Vậy ta có : a = 0,95. d 2 = 0,95.710= 674,5 mm Giá trị của a phải thỏa mãn điều kiện sau 0.55.(d 1 +d 2 ) +h ≤ a ≤2.(d 1 +d 2 ) 0,55.(180+710) + 10,5 ≤ a ≤ 2.(180+710) 500 ≤ a ≤ 1780 – Chiều dài đai, theo công thức (4.4)/t54/q1 : l = 2a+ π .( d 2 +d 1 ¿/2+ ( d 2 −d 1 ) 2 /(4.a) = 2.674,5+ π .(710+180)/2 + (710-180)²/(4.674,5) = 2851,1 mm Tra bảng 4.13/t59/q1, chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn l = 2800 mm – Nghiệm số vòng chạy của đai trong một giây ,theo công thức (4.15)/t60/q1,ta có : i = v l = 9,047.10 3 2800 =3,23 s −1 Vậy ta có : i = 3,23 s −1 < i max =10 s −1 (thỏa mãn) –Tính lại khoảng cách trục a: 2 2 8 4 a λ λ + − ∆ = (mm) SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 9 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KHOA: CƠ KHÍ Trong đó 𝛌 = l – π. ( d 2 +d 1 ) 2 = 2800 – π. 710+180 2 = 1402 ∆ = d 2 −d 1 2 = 710−180 2 = 265 Vậy khoảng cách trục thực :a = 1402+ √ 1402 2 −8. 265 2 4 =700,8 mm Ta thấy a =700,8 mm thỏa mãn điều kiện 500 ≤ a ≤ 1780 4.Xác định góc ôm trên bánh nhỏ và bánh lớn: Theo công thức 4.7/t54/q1 ,ta có : Góc ôm α 1 = 180 0 − ( d 2 −d 1 ) a . 57 0 = 180 – 710−180 700,8 .57=¿ 136,89 0 α 2 = 180 0 + ( d 2 −d 1 ) a . 57 0 =¿ 180 + 710−180 700,8 .57 = 223,1 0 Kiểm tra điều kiện : α 1 ¿136,89 0 > α min = 120 0 (thỏa mãn) 5.Xác định số đai cần thiết z : Theo công thức (4-16)/t60/q1 ta có : z = P 1 .k đ [ P 0 ] .C α .C 1 .C u .C z P 1 =5,395 KW :c ông suấ t tr ê ntr ục bánhđ ai nhỏ k đ : hệ số tải trọng động .Tra bảng 4.7/t55/q1,ta được k đ =1,1 P ¿ ¿ ¿ ]:công suất cho phép.Tra bảng 4.19/t62/q1,ta được SV thực hiện : Đỗ Văn Mười GVHD : Trần Quyết Tiến Page 10 10 [...]... Chn khp ni ni trc 2 vi trc lm vic A Chọn kết cấu nối trục: Ta chọn kết cấu nối trục vòng đàn hồi với những u điểm: cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay thế, làm việc tin cậy + Mô men xoắn cần truyền giữa hai trục: M = MII= 725989,763 Nmm = 725,989 Nm; +Vt liờu lm cht thộp C45 vúi ỳng sut un cho php l [F]=45 Mpa Theo bảng 16 10a [ II ], ta có bảng kích thớc cơ bản của nối trục vòng đàn hồi nh sau:... SPKT HNG YấN N CHI TIT MY KHOA: C KH +theo bng 16.10a/t2/68 ta có bảng kích thớc cơ bản của nối trục vòng đàn hồi nh sau: l2 l2 l1 l3 D3 dc d1 l1 d dm D D0 h l B B1 L T, d D dm L l d1 Nm mm mm mm mm mm mm 100 50 210 120 185 110 90 0 D0 Z mm 160 nmax B B1 l1 D3 l2 8 v/p 285 mm mm mm mm mm 6 70 40 36 40 0 *bảng kích thớc cơ bản của vòng đàn hồi: T, Nm 1000 dc mm 18 d1 mm M12 D2 mm 25 L mm 80 l1 mm 42... b.4.1.Vũng n hi + Theo điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi: SV thc hiờn : ụ Vn Mi GVHD : Trõn Quyờt Tiờn 32 Page 32 TRNG I HC SPKT HNG YấN d = 2kT Z D0 d c l 3 N CHI TIT MY KHOA: C KH [d] Trongú : +:K là hệ số ch lm việc ca bng ti K=1,2 d +[ +T2= d ] ứng suất dập cho phép, [ ] =(2 ữ 4) MPa 725989,763 Nmm 2.1,2 725989,763 d= 8.160.18.36 Vy =2,1 (tha món) Vy khp ni m bo bn dập b.4.2 iu kin bn dp ca cht . KHOA: CƠ KHÍ A.LỜI MỞ ĐẦU Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ. KHOA: CƠ KHÍ THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Đề số: 1A PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I. CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xác định công suất cần thiết