thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

... suất động a) Công suất làm việc trục băng tải: Plv==8,075(Kw) (TL1-CT2.11) b) Công suất tương đương trục băng tải = = (TL2-CT3.10) = =6,98 (KW) c) Hiệu suất toàn hệ thống dẫn động băng tải η=... cần thiết động điện; Pct= ==8,21 (KW) (TL2-CT3.11) e) Số vòng quay trục tang băng tải làm việc; nlv===36,3 (vòng/phút) V: vận tốc băng tải , D : đường kính băng tải , f) Số vòng quay sơ động. ..TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN…………………………………………………………………… I II III Chọn động ……………………………………………………… Phân

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

Trang 2

TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ

TRUYỀN……… 4

I Chọn động cơ ……… 4

II Phân phối tỷ số truyền ……… 5

III Xác định các thông số và lực tác dụng ……… 6

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY: I Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang……… 8

II Tính toán thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc bánh răng hai căp côn-trụ………… ……… 12

A Tính bộ truyền bánh răng côn răng thẳng……… 14

B Tính bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng……….19

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC………24

I Sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và giá tri lực tác dụng 1 Giá tri lực tác dụng ……….25

2 Sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền ……… 27

3 Bản vẽ phác thảo hộp giảm tốc……….28

II Tính toán thiết kế trục….………29

1 Thiết kế trục I ….……… 29

2 Thiết kế trục II….……… 35

3 Thiết kế trục III….……….41

CHƯƠNG 4: CHỌN THEN….………46

I Chọn then trên trục I…….………47

II Chọn then trên trục II ….………48

III.Chọn then trên trục III.….……….………49

CHƯƠNG 5: CHỌN Ổ LĂN.……….……… 53

I Trục I……… ……….……….53

II Trục II ……… ……….……….56

III Trục III ……… ……….……….58

CHƯƠNG 6: NỐI TRỤC ĐÀN HỒI……….……… 61

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ VÕ HỘP……….………62

Trang 3

I Võ Hộp Giảm Tốc…… ……….……… 62

II Các chi tiết phụ………… ……….………… …65

CHƯƠNG 8: CHỌN DẦU BÔI TRƠN……….………… …69

CHƯƠNG 9: BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP ……….………… …69

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1.TRỊNH CHẤT –LÊ VĂN UYỂN.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ (Tập 1 và 2) Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam (TL1).

2 NGUYỄN HỮU LỘC-CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY.Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh (TL2)

3.TRẦN HỮU QUẾ-ĐẶNG VĂN CỪ-NGUYỄN VĂN TUẤN.VẼ KĨ THUẬT CƠ

KHÍ.Nhà Xuất Bản Giáo Dục.(Tập 1 và Tập 2).(TL5)

 Các trang web:

 doantotnghiep.vn

 thietkemay.com…

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐÔNG CƠ

3

Trang 4

VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN.

I Xác định công suất của động cơ.

a) Công suất làm việc của trục băng tải: (TL1-CT2.11)

Plv= =8,075(Kw)

b) Công suất tương đương của trục băng tải.

= = (TL2-CT3.10)

= =6,98 (KW)c) Hiệu suất toàn bộ hệ thống dẫn động băng tải.

η= (TL1-CT2.11)

TRA BẢNG 3.3 TL2 ta có:

• = 0,96: Hiệu suất của bộ truyền đai (để hở).

• =0,96: : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn (che kín).

• = 0,97: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ (che kín).

• = 0,99: Hiệu suất của cặp ổ lăn.

• = 0,99: Hiệu suất của khớp nối.

V: vận tốc băng tải , D : đường kính băng tải ,

f) Số vòng quay sơ bộ của động cơ.

• Ut : tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động

• mà Ut=Uh Uđ

Uh =8: tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng côn- trụ

Uđ =3,25: tỷ số truyền của bộ truyền đai

Tra bảng 2.4 TL1 ta được :Uh= 8, Uđ= 3,25 Suy ra : nsb =36,3.8.3,25=943,8(vòng/phút)

Chọn động cơ thỏa điều kiện:

Trang 5

Dựa vào bảng P1.3[TL1] ta chọn động cơ : 4A160S6Y3 có công suất Pđc=11 (KW) và số vòng quay đồng bộ nđb=1000 (vòng/phút).

Thông số kĩ thuật của động cơ : 4A160S6Y3 (bảng P1.3TL1)

Kiểu động cơ Công suất

KW

Vận tốc quay Vòng/phút

cosφ

mà: uh=u1.u2 (u1,u2 là tỉ số truyền của cấp nhanh (bánh răng côn)

Số vòng quay trên trục II: nII = = = 110 (vòng/phút)

Số vòng quay trên trục III: nIII = = = 36 (vòng/phút)

5

Trang 6

a) Công suất trên các trục. ( CT Trang49-TL1)

=6,98 (KW)

Công suất trên trục III: PIII = = =7,12 (kW)

Công suất trên trục II: PII = = = 7,41 (kW)

Công suất trên trục I: PI = = = 7,8 (kW)

Công suất trên trục Động cơ: Pđc = = =8,21 (kW )

TRA BẢNG 3.3 TL2 ta có:= 0,96,=0,96,= 0,97,= 0,99,

= 0,99.

b) Momen xoắn trên các trục.

T = 9,55.N.MM) , =1,2,3.

- Ti: Mômen xoắn trên các trục

- Pi: công suất trên các trục

Từ những kết quả tính toán trên ta có bảng thông số sau:

Trục

Thông số

Động cơ Trục I Trục II Trục III Trục công

tácCông suất (kW) 8,21 7,8 7,41 7,12 6,98

Số vòng quay 970 298 110 36 36

Trang 7

643322,73

1888777,78 1836336,09

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY.

I Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang.

1.Chọn loại đai và tiết diện đai:

với là hệ số trượt tương đối ()

Ta chọn đường kính tiêu chuẩn =560mm (TL1-bảng 4.21)

d)Tỉ số truyền thực tế của bộ truyền đai là:

ut = = = 3,14

Sai lệch so với giá trị chọn trước là :

∆u= ( ut) / =(3,25-3,14)/3,14=3,38% <4%.(thỏa điều kiện)

7

Trang 8

Ta chọn chiều dài đai tiêu chuẩn:L=2500(mm)=2,5(m) (bảng 4.3-TL2)

g)Số vòng chạy của đai trong một giây:

i = = = 3,656 <[i]=10 s-1 nên điều kiện được thỏa

h)Xác định lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn:

 P1=8,21 : công suất trên trục bánh đai chủ động

 =3,8: công suất cho phép xác định theo hình 4.21b-TL2

 = 1,24(1- =0,91 là hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai

 =1,14 (vì u>2,5): là hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền

 = = 1,018

là hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai L

=2240mm :chiều dài thực nghiệm (hình4.21b TL2)

Trang 9

 là hệ số ảnh hưởng đến sự phân bố không điều của tải trọng giữa cấc dây đaita chọn sơ bộ 1.

Với đai thang

 Lực căng mỗi dây đai: = 207 N

Trang 10

tra bảng 4.22 TL2 qm=0,178 đai B

6.Ứng suất lơn nhất lớn nhất trong dây đai:

= +0,5 + 1200 + 100 =7,13(MPa)

 =:ứng suất do lưc căng ban đầu gây nên

 =: ứng suất có ích sinh ra trong đai

 ==:ứng suất do lực căng phụ gây nên

là khối lượng trên 1 mét chiều dài đai (bảng 4.22- TL1).

 = 0,178Kg/m.

 100:ứng suất uốn sinh ra trong đai

7 Tuổi thọ đai:

= = = 2448,42 giờ (CT4.37-TL2)

Trong đó: = 9MPa:giới hạn mỏi của đai thang,MPa

• i= 3,656số vòng chạy của đai trong một giây

• m = 8:chỉ số mũ của đường cong mỏi đối với đai thang

II Tính toán thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc bánh răng hai căp côn-trụ:

- Bánh dẫn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241÷285;

có = 850MPa, =580 MPa =>Chọn độ rắn =285 MPa

- Bánh bị dẩn: Thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn HB192÷240;

= 750 MPa, =450 MPa=>Chọn độ rắn =240 MPa

2.Xác định số chu kì làm việc cơ sở.

=30= 30.=2,34 (chu kì) (CT6.5 TL1)

=30= 30.=1,55 (chu kì)

Trang 11

= = 4 (chu kỳ) ; số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở đối với tất cả các loại thép.

3.Số chu kì làm việc tương đương xác định theo sơ đồ tải trọng thay đổi:

4.Chọn giới hạn mỏi tiếp xúc và mỏi uốn:

Ta có := 2HB + 70 :giới hạn mỏi tiếp xúc (Tra bảng 6.13- TL2).

= 1,8HB giới hạn mỏi uốn

Ta chọn = 450 MPa làm ứng suất cho phép khi tính toán

6.Ứng suất uốn cho phép.

Ta có: = (CT6.2a TL1)

11

Trang 12

Với số an toàn bảng 6.13-TL2

= = 513 = 293,1MPa

= 1:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải,vì quay một chiều

= = 432 = 246,9MPa

Ứng suất cho phép khi tính toán : = =246,9MPa

A Tính bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:

a) Chọn hệ số chiều rộng vành răng: Ψbe=0,285

Giả sử trục bánh răng côn nằm trên ổ bi đở chặn, sơ đồ I, HB<350 tra bảng chọn sơ

bộ hệ số tải trọng tính: K=1,14 (Theo bảng 6.18-TL2) với T1=249966,44Nmm.

b) Đường kính vòng chia ngoài:

de1= (CT6.116a-TL2)

=95.=135,88 (mm)

 Theo bảng 6.19-TL2 với de1=135,88 và u1=2,7 ta chọn số răng Z1p=22 răng Theo

độ rắng ta chọn Z1= 1,6.Z1p=1,6.22=35,2 nên chọn Z1= 35 răng

 Z2=u1.Z1=2,7.35=94,5 ,ta chọn Z2=94 răng

- Môđun vòng chia ngoài: (CT6.95a-TL2)

de1=me.Z1 => me= de1/ Z1=135,88/35=3,88

 Chọn me=4(mm)

- Tính lại tỉ số truyền U1=Z2/Z1=94/35=2,68

 Sai lệch ∆u=[(2,7-2,68).100]/2.7= 0,74% nằm trong khoảng cho phép (<2÷3%)

- Góc mặt côn chia xác định theo công thức 6.99-TL2:

δ1 = arctg(1/u)= arctg(1/2,68)=20,46 o

 δ2=90 o -20,46o

=69,54 o

c) Tính lại các kích thước của bộ truyền bánh răng côn:

- Đường kính vòng chia ngoài: (CT6.95a-TL2)

- Chiều rộng vành răng:b1= Re Ψbe=200,61.0,285=57,17 (mm)

- Chiều cao răng ngoài he=2,2 me = 2,2.4= 8,8mm

Trang 13

- Chiều cao đầu răng ngoài: me =4mm

Theo bảng 6.8TL1 chọn mte =3 theo giá tri tiêu chuẩn

- vận tốc vòng theo đường kính vòng chia trung bình:

Trang 14

- T1= Nmm:mô men xoắn trên bánh chủ động

- m=3,43mm: mô men pháp trung bình

Trang 15

= Y F2.Ft2 K F/(0,85.b mm)= 3,52 4164,37 0,384/(0,85.57,17.3,43)33,77 MPa< = 246,9MP

15

Trang 16

Thông số hình học Kết quả tính toán

Trang 17

u2 =3,04

1 Chọn vật liệu: chọn vật liệu cấp chậm giống như đối với cấp nhanh, thép C45

tôi cải thiện:

Chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB350 do hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ hai cấp làm việc ở công suất trung bình:

- Bánh dẫn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241÷285;

có = 850MPa, =580 MPa =>Chọn độ rắn =285 MPa

- Bánh bị dẩn: Thép 40 tôi cải thiện, đạt độ rắn HB192÷240;

= 750 MPa, =450 MPa=>Chọn độ rắn =240 MPa

răng nghiêng, Tra bảng 6.5-TK1

Theo điều kiện thì :8o20o

2 aw cos20o / [m (u2+1)]≤2 aw cos8o / [m.(u2+1)]

2 250. cos20o / [4 (3,04+1)]≤≤2 250 Cos8o / [4 (3,04+1)]

 29,07≤≤30,63

17

Trang 18

Ta chọn z1 =30 răng

 Z2=z1.u2=30.3,04=91,2 => chọn z2 =91 răng

Tính lại tỉ số truyền u2=z2/z1=91/30=3,03

Sai lệch ∆u=[(3,04-3,03).100]/3.04= 0,33% nên nằm tronh khoảng cho phép

Trang 19

Theo bảng 6.12 TL1: X1+X2=0 => ZH=1,71.

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

ϵα=[1,88-3,2(1/Z1+1/Z2 )].cosβ hệ số trùng khớp ngang (CT6.60-TL1) =[1,88-3,2(1/30+1/91 )].cos14,7

-19

Trang 20

Thay số :

= MPa < =438,12 MPa

=> điều kiện tiếp xúc được đảm bảo

7 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Trang 21

tra bảng 6.18TL1 ta có : với Zv1 = 33 ,Zv2 =100 và hệ số dịch chỉnh x1

= -x2 =0

 Ứng suất uốn :



 độ bền uốn được thỏa mãn

7 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Ta có hệ số quá tải : kqt=Tmax/T=2

Trang 22

CHƯƠNG III:Tính toán thiết kế trục

- [τ] là ứng suất xoắn cho phép, Mpa [τ]=(15÷30)

Trang 23

- Trục 3 :

Chọn d3 = 90(mm)

Tra bảng 10.2TL1 chọn b03 = 41(mm)

• Khoảng cách giữa các gói đỡ và điểm đặt:

- Chiều dài mayơ bánh đai : (CT10.10TL1)

Trang 24

I Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền đai

 Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền đai

Trang 25

=529,82 (N)Với bánh bị dẫn lực tác dụng có hướng ngược lại, do đó:

Trang 28

I Tính toán thiết kế trục I

Z

Y X

Bi?u d? Mômen xo?n (Nmm)

0 + -

249966,44 245712

31801 51984

121148,8

Ma1

Fr1 RCy

RBy Frd

C 2

Trang 29

Với: Frd=1781,6(N) Ft1=4164,4 (N) Fr1=1420,1(N) Fa1 =529,8(N)T1=249966,44 (N), Ma1=Fa1.dm1/2=31801(Nmm)

- Trong mặt phẳng yz,PTCB mômen:

Vẽ biểu đồ mômen với Mômen uốn tại các mặt cắt nguy hiểm:

 Mặt cắt 1-1: Xét cân bằng bên trái:

Trang 30

- Kiểm tra tại các mặt cắt nguy hiểm B và C:

 Tại tiết diện1-1:

Trang 31

Vậy theo tiêu chuẩn ta chọn: dA = dD =35mm, dB=dC=40mm

 Kiểm nghiệm trục Trục I

Kiểm nghiêm về độ bền mỏi

Với là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j

hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiếp tại tiết diện j

Giới hạn mỏi uốn :

Giới hạn mỏi xoắn:

Trang 32

=>

k , k :hệ số tập trung ứng suất thực tế ,bảng 10.12 TL1 vì có rãnh then, dao phay ngón ta có: k = 1,76; k = 1,54

hệ số ảnh hưởng kích thước trục, bảng 10.10 TL1:

Tra bảng 10.11 TL1,với kiểu lắp k6 ta có:

- = 1 do bề mặt không được tăng bền

- hệ số ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi

 Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm lớn hơn trị số cho phép nên ta chọn:

Trang 33

do1 = 40 mm , tại chỗ lắp bánh răng d1 = 35 mm, dđ = 35mm.

Trục II

33

Trang 34

Với:Ft2=4164,4 (N), Fa2=1420,1(N), Fr2= 529,8(N), T2=643322,73N

,Ma2=Fa2.dm2/2=228920 Nmm, Ma3=Fa3.d3/2=2720,6.124,07/2=168772 Nmm

- Trong mặt phẳng yz,PTCB mômen

 ∑ =93-127.-220 = 0

= =2727,6N

Trang 35

 ∑=-+-

 = -1012 N (Ngược chiều với hình vẽ)

- Mômen uốn tại các mặt cắt nguy hiểm:

 Mặt cắt 1-1: Xét cân bằng bên trái:M1y=.z1 , (0<=Z1<=93)

 M1y=0 khi z1 = 0

 M1y =-526045,2 (Nmm),khi z1 =93

35

Trang 36

- Kiểm tra tại các mặt cắt nguy hiểm:

 Tại tiết diện 1_1:

Trang 37

 Kiểm nghiệm Trục II về độ bền mỏi

Theo công thức sau:

s , s hệ số an toàn xet riêng hệ số ứng suất pháp và ứng suất tiếp,CT10.20-10.21 TL1

Thép cacbon => -1 = 0,43 b = 0,43.600 = 258(MPa)

-1 = 0,25 b = 0,25.600 = 150(MPa)

a, m, a, m biên độ và giá trị trung bình các ứng suất

37

Trang 38

Trang 39

do1 = 45 mm , tại chỗ lắp bánh răng d1 = 50 mm

Trục III

39

Trang 41

- Mômen tại các mặt cắt nguy hiểm:

 Tại tiết diện 1_1:

41

Trang 42

 Đường kính trục tại các mặt cắt nguy hiểm:

 Vì tại B và D có then nên tăng đường kính trục lên 5% , Theo tiêu chuẩn ta chọn

=80mm, =75mm, =75mm, =70m

Kiểm nghiệm Trục III

Theo công thức sau:

s , s hệ số an toàn xet riêng hệ số ứng suất pháp và ứng suất tiếp,CT10.20-10.21 TL1

Thép cacbon => -1 = 0,43 b = 0,43.600 = 258(MPa)

Trang 43

43

Trang 44

- Tải va đập nhẹ nên:[σd] = 100 MPa ứng suất dập ,bảng 9.5 TL1

[τc] = 20 ÷ 30 MPa là ứng suất cắt cho phép

- Với d=35mm tra bảng 9.1a TL1:

- Chiều rộng b = 10mm, chiều cao h = 8mm, chiều sâu rãnh then trục = 5mm, chiều sâu rãnh then trên mayơ t2 = 3,3mm

- Chiều dài then lắp trên bánh đai:

lt1 = 0,8lm12 =0,8.60=48mm, theo tiêu chuẩn chọn lt1 =50mm<1.5d

- Chiều dài lắp then trên bánh răng:

lt1=0,8.60=48mm, , theo tiêu chuẩn chọn lt1 =50mm<1.5d

Trang 45

- Kiểm nghiêm về sức bền dập của then:

 Do đó then thoả điều kiện bền dập.

- Kiểm nghiêm về sức bền cắt của then:

 Do đó then thoả điều kiện bền cắt

Trục II

- Trục có 2 then với đường kính d = 50 mm Tra bảng 9.1a TL1 ta cód=50mm có chiều rộng b = 14mm, chiều cao h = 9mm, chiều sâu rãnh then trục

t1 = 5,5 mm, chiều sâu rãnh then trên may ơ t2 = 3,8mm

- Chiều dài then lắp bánh răng thứ II trục 2:

lt1 = 0,8lm22 = = 0,8.80= 64mm, theo tiêu chuẩn chọn lt1 =70mm<1.5d

Chiều dài then lắp trên bánh răng thứ III trục 2:

lt1=0,8.lm23=0,8.75=60mm, theo tiêu chuẩn chọn lt1 =63mm<1.5d

- Tải va đập nhẹ nên:[σd] = 100 MPa ứng suất dập bảng 9.5 TL1

Do đó then thoả điều kiện bền dập

45

Trang 46

Do đó then thoả điều kiện bền cắt

- Chiều dài then lắp bánh răng:lt1 = 0,8lm32 = 0,8.120= 96mm,

theo tiêu chuẩn chọn lt1 =100mm<1.5d

- Tải va đập nhẹ nên:

[σd] = 100 MPa ứng suất dập cho bảng 9.5 TL1

Do đó then thoả điều kiện bền dập

Do đó then thoả điều kiện bền cắt

Trang 47

 Với d=70mm tra bảng 9.1a TL1ta có:

- Chiều rộng b = 20mm, chiều cao h = 12mm, chiều sâu rãnh then trục t1 = 7,5 mm, chiều sâu rãnh then trên may ơ t2 = 4,9mm

- Chiều dài then lắp khớp nối:lt1 = 0,9lmkn = 0,9.130= 117mm,theo tiêu chuẩn chọn lt1

=125mm<1.5d

- Tải va đập nhẹ nên:[σd] = 100 MPa ứng suất dập cho [bảng 9.5 TL1]

Do đó then thoả điều kiện bền dập.

Do đó then thoả điều kiện bền cắt

47

Trang 48

Thông số các trục

Trục I

Thông số Trị số(mm)Đường kính tiết diện nguy hiểm(mm) dC=40

dB=35Chiều dài mayo bánh răng trên trục(mm) lm13=60

Khoảng cách từ trung điểm mayo của

Trang 49

Trục II

Thông số Trị số(mm)Đường kính tiết diện nguy hiểm(mm) dB=50

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	712,69 KB