Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1

Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện : Pđc Pct , nđc  nsb Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: nđc= 1000 (vg/ph) Đồng thời có mômen mở máy thỏa mãn:

Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải MỤC LỤC 1. Chọn động cơ 3 1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ 3 2.2. Phân phối tỉ số truyền .5 3.1. Số vòng quay trên các trục .6 PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN 8 1. Thiết kế bộ truyền ngoài .8 1.1. Chọn loại xích 8 1.2. Chọn số răng đĩa xích 8 1.3. Xác định số bước xích .8 1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 10 1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mòn 11 1.6. Xác định các thông số của dĩa xích 12 1.7. Xác định lực tác dụng lên trục 14 1.8. Các thông số của bộ truyền xích: 14 2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít 15 2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít 16 2.2. Xác định ứng suất cho phép .16 2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục 18 2.4. Xác định các thông số .19 2.5. Kiểm nghiệm bánh vít .19 2.6. Xác định các kích thước bộ truyền .21 2.7. Tính nhiệt truyền động trục vít .22 2.8. Lực tác dụng lên trục .24 2.9. Các thông số bộ truyền trục vít .25 PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 26 1. Chọn khớp nối 26 1.1. Tính chọn khớp nối .26 1.2. Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 27 1.3. Bảng các thông số khớp nối: .27 2. TÍNH TRỤC .28 2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục .28 2.2. Xác định sơ bộ đường kính trục 28 2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực .29 2.4. Đặt lực tác dụng lên các đoạn trục 30 2.5. Vẽ biểu đồ mômen cho trục I 30 2.5. Vẽ biểu đồ mômen 32 2.6. Xác định đường kính các đoạn trục 33 2.7. Chọn then .34 2.8. Kiểm nghiệm trục. 36 PHẦN 4: TÍNH CHỌN Ổ LĂN 41 1. Trục I .41 1.1. Chọn loại ổ lăn 41 1.3. Xác định tải trọng tác dụng lên các ổ. 42 1.4. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ .44 1.5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ .47 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 1 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2. TrụcII 48 PHẦN 5. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC 49 1. Tính kết cấu của vỏ hộp .49 1.2. Các kích thước cơ bản của vỏ hộp 49 1.3. Các chi tiết khác có liên quan 51 1.1.3. Vòng móc 51 2. Bôi trơn hộp giảm tốc .52 2.1. Công dụng 52 2.3. Bôi trơn ổ lăn .53 3. Bảng thống kê lắp ghép, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép 53 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 2 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI 1. Chọn động cơ 1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ + Công suất tương đương xác định theo công thức: P ct = η t P Trong đó: P ct , P t : công suất cần thiết trên trục động cơ và công suất tính toán trên trục máy công tác. Với giả thiết hệ dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi. Theo công thức 2.10[1] và 2.11[1] ta có: + Công suất công tác P t : = = = t F.v 5735.0,72 P 4,13 1000 1000 KW Với : v= 0,72 m/s - vận tốc băng tải; F= 5375 N - lực kéo băng tải; + Hiệu suất hệ dẫn động η: η = ∏ η n i b Theo sơ đồ đề bài thì : η =η k .η 3 ôl .η tv .η x ; Tra bảng( 2.3) Ttttkhdđck tập1 , ta được các hiệu suất: η k = 0,99 - hiệu suất nối trục. η ôl = 0,99 - hiệu suất một cặp ổ lăn; η tv = 0,80 - hiệu suất bộ truyền trục vít không tự hãm với Z 1 =2; η x = 0,93 - hiệu suất bộ truyền xích để hở ; η = 0,99. 0,99 3 .0,80. 0,93= 0,715 ; Vậy : P ct = t P η = 4,13 5,78(Kw) 0,715 = GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 3 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện + Số vòng quay của trục máy công tác là n lv tính theo công thức 2.16[1]: n lv = = = π 60.1000.v 60.1000.0,72 26,2 D 3,14.525 (vg/ph) Trong đó: v: vận tốc băng tải; v = 0,72 m/s ; D: đường kính băng tải ; D=525 mm ; + Theo bảng 2.4[1] ta có thể chọn được: u n (sb): tỉ số truyền ngoài, ở đây bộ truyền ngoài xích: u n (sb)=u x (sb)=2 u h (sb) tỉ số truyền của hộp giảm tốc, ở đây là bộ truyền trục vít: u h (sb)=u tv (sb)=20 Vậy tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động: u sb = u n (sb).u h (sb)= 2.20= 40 Số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo công thức 2.18[1]: n sb = n lv .u sb = 26,2.40= 1048 (vg/ph) 1.3. Chọn động cơ Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện : P đc ≥ P ct , n đc ≈ n sb Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n đc = 1000 (vg/ph) Đồng thời có mômen mở máy thỏa mãn: T T T T mm k dn ≤ Do hệ dẫn động hoạt động ở chế độ tải trọng tĩnh nên mômen mở máy bằng mômen xoắn của tải tức là: T mm = T Do đó: T 1 T mm = GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 4 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Vậy ta cần chọn động cơ có: T 1 T k dn ≥ Theo bảng P1.3[1] phụ lục với P ct = 5,78 (Kw) và n đc = 1000 (vg/ph) Ta chọn được động cơ: 4A132M6Y3 với các thông số kĩ thuật là: Công suất : 7,5 (Kw) Số vòng quay : 968 (vg/ph) T 2 T k dn = Đường kính trục: 38 (mm) Khối lượng : 93 (kg) Kết luận động cơ 4A132M6Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế. 2. Phân phối tỉ số truyền 2.1. Xác định tỉ số truyền chung của hệ dẫn động Theo công thức 3.23[1] ta có: dc n 968 u 36,95 n 26,2 sb lv = = = Trong đó: n đc : Số vòng quay của động cơ đã chọn n lv : Số vòng quay của trục máy công tác 2.2. Phân phối tỉ số truyền Theo công thức 3.24[1] ta có: u sb = u n .u h Trong đó: u n : Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: u n = u x u h : Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc. u h = u tv GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 5 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích u x =2,5 thì tỉ số truyền của bộ truyền trục vít - bánh vít là: u 36,95 u u 14,78 u 2,5 sb tv h n = = = = 3. Xác định các thông số trên các trục 3.1. Số vòng quay trên các trục + Tốc độ quay của trục I: n 1 = n đc = 968 (vg/ph) + Tốc độ quay của trục II: n 2 = 1 tv n u = 968 14,78 = 64,5 (vg/ph) + Tốc độ quay của trục công tác: * ct n = 2 x n u = 64,5 2,5 = 25,8 (vg/ph) 3.2. Công suất tác dụng lên các trục + Công suất trên trục công tác: P ct = P t = 4,13 (Kw) + Trục II: P 2 = = = η η t «l x p 4,13 4,49 . 0,99.0,93 (kw) + Trục I: P 1 = = = η η 2 tv « l P 4,49 5,67 0,99.0,80 (kw) + Công suất trên động cơ: * 2 c P 5,67 P 5,79 . 0,99.0,99 đ ol k = = = η η (Kw) 3.3. Mô men xoắn trên các trục T i = 9,55. 6 10 . i i P n + Trục I : = = = 6 6 1 1 1 P 5,67 T 9,55.10 . 9,55.10 . 55938,53 n 968 (N.mm) + Trục II : = = 6 6 2 2 2 P 4,49 T = 9,55. 10 . 9,55.10 . 664798,45 n 64,5 (N.mm) + Trục công tác: GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 6 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải = = 6 6 ct ct * ct P 4,13 T = 9,55. 10 . 9,55. 10 . 1528740,31 n 25,8 (N.mm) + Mômen xoắn trên trục động cơ: c c c * 6 6 P 5,79 T 9,55.10 . 9,55.10 . 57122,42(Nmm) n 968 đ đ đ = = = 4. Bảng tổng kết Trục Thụng số Động cơ I II Công tác U 1 14,78 2,5 P(Kw) 5,79 5,67 4,49 4,13 n(vg/ph) 968 968 64,5 25,8 T(Nmm) 57122,42 55938,53 664798,45 1528740,31 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 7 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN 1. Thiết kế bộ truyền ngoài Ta có bảng thông số của bộ truyền: P= P 2 = 4,49 (Kw) T= T 2 = 664798,45 (Nmm) n= n 2 = 64,5 (vg/ph) u= u x = 2,5 β = 10 o 1.1. Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên dung xích con lăn. 1.2. Chọn số răng đĩa xích Với u = 2,5, theo bảng 5.4[1] ta chọn z 1 = 25 (răng) là số răng đĩa xích nhỏ Số răng đĩa xích lớn được xác định theo công thức5.1[1]: Z 2 = u.Z 1 = 2.25 = 62,5 (răng) Do Z 2 nguyên lên chọn Z 2 = 62 (răng) Tỷ số truyền thực: 2 th 1 Z 62 u 2,48 Z 25 = = = Sai số: th u u 2, 48 2,5 u= .100 .100 0,8(%) 4(%) u 2,5 − − ∆ = = ≤ 1.3. Xác định số bước xích Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện [ ] z t d P.k.k .k P P k η = ≤ Với P t : công suất tính toán GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 8 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải P: công suất cần truyền, P = 4,49(kW) Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc vòng đĩa xích nhỏ là: Z 01 = 25 (răng) và n 01 = 50 (vg/ph) Do vậy ta tính được: k z : hệ số răng, ta có k z = 01 1 25 1 25 z z = = , k n : hệ số vòng quay k n = 1 01 z z , với n 01 = 50 vòng/phút 50 0,775 64,5 n k⇒ = = Theo công thức 5.4[1] K= k 0 .k a .k bt .k đ .k c .k đc Với k 0 : hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền,tra bảng 5.6[1] với 0 10 β = chọn k 0 =1 k a : hệ số kể đến khoảng cách trục và ciều dài xích, chọn a=(30-50)p tra bảng 5.6[1] được: k a = 1 (a = 50p) k đc : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích chọn cách điều chỉnh bằng con lăn căng xích k đc =1 k bt : hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, môi trường làm việc có bụi, chọn k bt = 1,3 k đ : hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm va đập nhẹ, chọn k đ = 1,2 k c : hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca, k c =1,25 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 9 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải ⇒ K = 1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1,95 K d : hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy với 3 dãy ta có: k d =2,5 Vậy ta có: z t d P.k.k .k 4,49.1.0,775.1,95 P 2,7(kW) k 2,5 η = = = Theo bảng 5.5[1], với P t =2,7 [ ] P ≤ và n 01 = 50 vòng/phút, chọn bộ truyền xích 1 dãy có: Bước xích : p = 25,4 (mm) thoả mãn điều kiện bền mòn Đường kính chốt : d c = 7,95 (mm) Chiều dài ống : B= 22,61 (mm) Công suất cho phép: [P]= 3,20 (Kw) P t < [P] = 3,20 (kW). 1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích Chọn sơ bộ: a= 35p = 35.25,4= 889 (mm) Theo công thức 5.12[1], số mắt xích ( ) 2 2 1 1 2 2 z z p z z2.a x p 2 4 .a π − + = + + x ( ) 2 2 62 25 .25, 4 2.889 25 62 25,4 2 4 889 π − + = + + = 114,49 Lấy số mắt xích chẵn x c = 114 Theo công thức 5.13[1], tính lại khoảng cách trục: ( ) 2 2 1 2 2 1 c c 1 2 z z z zp a x x 0,5 z z 2 4 2 π   + −     = − + − + −     ÷         GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 10 [...]... Thiết kế hệ dẫn động băng tải Trong mặt phẳng tọa độ Oyz xét các phản lực F yo, Fy1 sinh ra bởi các lực Fr1, Fa1 Ta có phương trình cân bằng: ∑ Y=Fy0 + Fy1 − Fr1 = 0 ⇔ Fy0 + Fy1 = Fr1 = 16 31, 11 ( N ) (1) r ∑ m 0 F = Fr1.l13 − M a1 − Fy1.l 11 = 0 ( ) ⇔ Fy1 = Với: M a1 = Fa1 Fr1 l13 − M a1 ( 2) l 11 d1 Với d1 là đường kính vòng chia trục vít 2 Từ (2) ta có: Fy1 = Fr1.l13 − M a1 = l 11 16 31, 11. 140 − 44 31, 99... 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.8 Lực tác dụng lên trục Theo công thức 10 .2 [1] ta có: Fa1 = Ft2 = 2.T2 2.664798, 45 = = 44 31, 99(N) d2 300 Với góc ma sát: ϕ = 2 ,18 0 < 30 nên ta có: Ft1= Fa2= Fa1.tg γ = 44 31, 99.tg14,033 = 11 07,76 (N) Fr1= Fr2= Fa1.tg α = 44 31, 99.tg20= 16 13 ,11 (N) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 24 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải. .. Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải l23= l 21 + lc23= 16 4 +94= 258 (mm) 2.4 Đặt lực tác dụng lên các đoạn trục Trục I: x z Fa 1 Fk y Fr 1 Ft 1 Fk= 248,62 (N) Fa1= 44 31, 99 (N) Fr1= 16 31, 11 (N) Ft1= 11 07,76 (N) Trục II: Fx Fx y Fx x 10 Fr2 0 Fa2 Ft2 Fx= 7593,33 (N) Fr2= 16 31, 11 (N) Fa2= 11 07,76 (N) Ft2= 44 31, 99 (N) 2.5 Vẽ biểu đồ mômen cho trục I 2.5 .1 Tính các phản lực tác dụng... 31 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.5 Vẽ biểu đồ mômen z x l13 l12 Fa1 3 2 Fk 0 Fyo Fk Fx0 y l 11 Ft1 Fr1 1 Ma Fy1 Fr1 Ft1 Fx1 25537,4(Nmm) 202 818 (Nmm) 17 527, 71( Nmm) 86307,20(Nmm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng Ø40 Ø30 Ø35 Ø38 55938,53(Nmm) SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 32 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.6 Xác định đường kính các đoạn trục 2.6 .1. .. 44 31, 99 280 80 2 = 18 2, 41( N) Thay vào 1 ta được : Fy0= 14 48,7 (N) Trong mặt phẳng O xét các phản lực Fx0, Fx1 xinh ra bởi lực Ft1 Ta có các phương trình cân bằng: ∑ X=Fx1 + Fx0 = Ft1 − Fk = 11 07, 76 − 248, 62 = 859 ,14 (N)(3) r ∑ m 0 F = Ft1.l13 + Fk l12 − Fx1.l 11 = 0 ( ) ⇔ Fx1 = Ft1.l13 + Fk l12 11 07, 76 .14 0 + 248, 62.70,5 = = 616 , 48(N) l 11 280 Thay vào (3) ta có: Fx0= 859 ,14 - 616 ,48= 242,66 (N) GVHD:... trục: aw =19 0 (mm) Mô đun m =10 : Hệ số đường kính: q=8 Tỷ số truyền : u= 15 Số ren trục vít : z1= 2 Số răng bánh vít : z2= 30 Hệ số dịch chỉnh : x=0 Góc vít γ = 14 0 2 ' : Chiều dài phần cắt ren trên trục vít: b1 ≥ (11 + 0,06.z2).m= (11 +0,06.30) .10 = 12 8 (mm) Chọn b1= 13 0(mm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 21 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chiều... giữa các chi tiết quay và các gối đỡ Theo hình 10 .11 [1] ta có: l12= 0,5.(lm12 + b 01) + k3 + hn=0,5.(50+ 21) +15 + 20=70,5 (mm) l 11= (0,9 ÷ 1) .daM2= (0,9 ÷ 1) .300= (270 ÷ 300)  Chọn l 11= 280 (mm) l13 = l 11 280 = = 14 0(mm) 2 2 l22= 0,5.(lm22 + b02) + k1 + k2= 0,5.(95+33) +10 +8= 82 (mm) l 21= 2.l22= 2.82= 16 4 (mm) lc23= 0,5.( b02+ lm23) + k3 + hn= 0,5(33+85) +15 +20= 94 (mm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH:... số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.3 Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác Theo công thức 10 .10 [1] , 10 .11 [1] , 10 .13 [1] ta có: - Chiều dài mayơ nửa khớp nối, ta chọn nối trục vòng đàn hồi nên: lm12= (1, 4 ÷ 2,5).d1= (1, 4 ÷... df1 56 Đường kính vòng đáy bánh vít (mm) df2 276 Đường kính ngoài bánh vít (mm) daM2 Fa1= Ft2 300 44 31, 99 Lực tác dụng lên trục (N) Ft1= Fa2 11 07,76 Fr1= Fr2 16 31, 11 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 25 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 1 Chọn khớp nối Mômen cần truyền là: T = Tđc= 5 712 2,42 (Nmm) Đường kính trục động. .. 87,5) (mm) Chọn lm12 = 50 (mm) - Chiều dài mayơ đĩa xích : lm23= (1, 2 ÷ 1, 5).d2= (1, 2 ÷ 1, 5).65 = (78 ÷ 97,5) (mm) Chọn lm23 = 85 (mm) - Chiều dài mayơ bánh vít: lm 22= (1, 2 ÷ 1, 8).d2= (1, 2 ÷ 1, 8).65 = (78 ÷ 11 7) (mm) chọn lm 22= 95 (mm) Theo bảng 10 .3 [1] ta chọn được các thông số sau: k1= 10 (mm) ,k2= 8 (mm), k3= 15 (mm), hn= 20 (mm) Theo bảng 10 .2 [1] với: d1= 35 (mm) => Chọn b 01= 21 (mm) d2= 65 (mm) . Thi t k h d n đ ng b ng t i 2.2 .1. ng su t tiếp xúc cho phép Theo b ng 7.2 [1] , v i b nh v t làm b ng đ ng thanh kh ng thi c ЬpA Ж 9-4 ta có: v i. phép Vì b nh v t làm b ng đ ng thanh kh ng thi c có cơ t nh thấp h n nhiều so v i trục v t b ng thép n n chỉ c n xác định ng xu t tiếp xúc cho