bài tập lớn cơ học máy năm 2014 trường đại học bách khoa thành phố hồ chí minh thầy tùng dành cho sinh viên ngành công nghệ vật liệu trường đại học bách khoa trường đại học bách khoa thành phố hồ chí minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM Khoa Cơ Khí Bộ môn THIẾT KẾ MÁY BÀI TẬP LỚN Môn CƠ HỌC MÁY ĐỀ SỐ: PHƯƠNG ÁN SỐ: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Số liệu thiết kế: Lực vòng xích tải, Ft (N) : 2000 Vận tốc xích tải, v (m/s) : Số đĩa xích tải dẫn, Z (răng) : 13 Bước xích tải, p (mm) : 110 Thời gian phục vụ, L (năm) : Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) Sai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu % Ứng suất mỏi tiếp xúc vật liệu chế tạo bánh H 480MPa Ứng suất mỏi uốn vật liệu chế tạo bánh F 240MPa Ứng suất mỏi uốn vật liệu chế tạo trục 1F 50MPa Độ rắn vật liệu chế tạo bánh HB=220 Bộ truyền đai thang (số 2) đặt nằm ngang -Trong chương sau có sử dụng tài liệu tham khảo sau: [1] Cơ sở thiết kế máy - Nguyễn Hữu Lộc [2] Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Tập – Trịnh Chất [3] Động điện Việt Nam Hungary Tài liệu tham khảo download từ trang E learning Chương 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động điện : * Công suất cực đại trục xích tải : Pmax Ft v 2000 10kW 1000 1000 * Hiệu suất toàn hệ thống (Bảng 3.3 tài liệu [1]): d br k ol2 0.96 0.98 1 0.9952 0.931 * Công suất cần thiết trục động : Pct Pdt 10 10.74kW 0.931 * Chọn động : Theo bảng 3.2 tài liệu [1] ta nên chọn ud 2 5 ubr 3 5 Vậy tỉ số truyền toàn hệ thống u ud ubr 2 5 3 5 6 25 Số vòng quay trục xích tải nm 6.10 v 6.10 209.8v / ph pc Z 110 13 Số vòng quay dự kiến động ndc nm u 209.8 6 25 1260 5250v / ph Căn theo Pct , ta chọn loại động điện không đồng pha, loại 3K nhà máy chế tạo động điện Việt Nam Hungary sản xuất (tài liệu [3]) Có lựa chọn 3K160S2 Pdc=11KW ndc= 2940v/ph 3K160S4 Pdc=11KW ndc=1460v/ph => Ta chọn động 3K160S4, ndc=1460v/ph Ghi chú: có nhiều loại động để lựa chọn nên ưu tiên loại động có ndc 1500v/ph loại động phổ biến thị trường 1.2 Phân phối tỉ số truyền : * Tỷ số truyền toàn hệ thống u ud ubr ndc 1460 6.96 nm 209.8 Do ud 2 5 , ta chọn trước : ud ubr u 6.96 3.48 ud Công suất trục dẫn xích tải Pm 10 kW Công suất trục II HGT PII Pm k ol 10 10.05kW 1 0.995 Công suất trục I HGT PI PII br ol 10.05 10.31kW 0.98 0.995 Công suất trục động Pdc PI d 10.31 10.74kW 0.96 Bảng số liệu dùng cho thiết kế truyền khí: Trục Công suất P(KW) Tỉ số truyền Trục động Trục I HGT Trục II HGTTrục dẫn xích tải 10.74 10.31 Uđ=2 10.05 Ubr=3.48 10 Uk=1 Số vòng quay n(v/ph) 1460 730 209.8 209.8 Moment xoắn T(N.mm) 70251 134877 457471 455195 Lưu ý: Công thức tính mômen xoắn T 9.55 106 P n Chương TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Thông số ban đầu thiết kế truyền đai thang Theo bảng số liệu từ chương * Thông số đầu vào : P1 = 10.74 kW; n1 = 1460 v/ph; T1 = 70251 Nmm; u = * Theo hình 4.22 tài liệu [1] => ta chọn đai thang loại B * Theo bảng 4.3 tài liệu [1] ta có bp = 14 mm; bo = 17 mm; h = 10.5 mm; y0 = mm; A = 138 mm2; L = 800 6300 mm; T1=40 190Nm ; dmin = 140 280 mm 2.2 Trình tự thiết kế : 2.2.1 Tính d1 : Ta có dmin = 140 mm => chọn d1 = 1.2 dmin = 1.2 140 = 168 (mm) => chọn d1 theo tiêu chuẩn : d1 = 180 (mm) (trang 152 tài liệu [1]) 2.2.2 Vận tốc vòng : v1 d1.n1 60000 180 1460 60000 13,763(m / s ) [v] 25(m / s ) => chấp nhận d1 = 180 (mm) 2.2.3 Tính d2 : Chọn = 0.02 d2 = ud d1 (1 - ) = 2 180 (1 – 0.02) = 352,8 mm => chọn d2 theo tiêu chuẩn : d2 = 355 mm 2.2.4 Chọn sơ khoảng cách trục a (trang 153 tài liệu [1]) ud nên chọn khỏang cách trục sơ a = 1,2d2 = 426 mm 2.2.5 Kiểm tra điều kiện khỏang cách trục 2(d1 d ) a 0,55(d1 d ) h 2(180 355) a 0,55(180 355) 10.5 1070 a 305 => a sơ thoả điều kiện 2.2.6 Tính chiều dài đai L theo a sơ : L 2a (d1 d ) (d d1 ) (180 355) (355 180) 426 1710mm 4a 426 Theo tiêu chuẩn (trang 127 tài liệu [1]), ta chọn L = 1800 (mm) 2.2.7 Kiểm nghiệm số vòng chạy giây i v1 13,763 1 7,65 i 10 L s s 1,8 2.2.8 Tính xác lại a theo L tiêu chuẩn: d d1 L d d1 L d d1 8 2 a 2 355 180 1800 355 180 1800 355 180 8 2 a 471,7 mm 472mm 2.2.9 Góc ôm đai 1 : 1 180 57( d d1 ) 57(355 180) 180 1590 1 > 120 => d2, d1, a thỏa điều kiện cho phép a 472 2.2.10 Tính số đai Z : Z P1 [ P0 ].C Cu CL Cz Cr Cv + P1 = 10,74 kW + [P0] = kW 1,24 (1 e 110 ) + C + Cu = 1.13 (L0 = 2240 mm – bảng 4.21b tài liệu [1]) 159 1,24 (1 e 110 ) 0.948 (trang 151 tài liệu [1]) (Bảng 4.9 tài liệu [1]) + CL L 1800 0.964 (trang 152 tài liệu [1]) L0 2240 + Cz = 0.9 ( giả sử Z = ~ ) (trang 152 tài liệu [1]) + Cr = 0.9 (tải trọng va đập nhẹ) (bảng 4.8 tài liệu [1]) + Cv 0.05 (0.01v 1) 0.05 (0.01 13.763 1) 0.955 (trang 151 tài liệu [1]) Số dây đai thang cần thiết => Z 10.74 3.36 0,948 1,13 0,964 0,9 0,9 0,955 Chọn Z = (thỏa giả sử Z = ~ chọn Cz ) 2.2.11 Tính chiều rộng đường kính bánh đai (trang 63 tài liệu [2]): Chiều rộng bánh đai : B = ( Z - ) e + 2f = ( - ) 19 + 12.5 = 82 mm Đường kính bánh đai: da = d + 2b; ( b = 4.2) da = 160 + 24.2 = 168.4 (mm) 2.2.12 Tính lực tác dụng lên trục : Lực căng đai ban đầu : (do đai thang nên ứng suất căng ban đầu 0 = 1.5 MPa) Fo = 0 Z A = 1.5 138 = 828 N Lực tác dụng lên trục: Fr F0 sin( 1 159 ) 1628N ) 828 sin( 2.3 Thông số truyền đai thang: P1 (kW) n1 (v/ph) F0 (N) Fr (N) 10.74 Z 1460 d1 (mm) 180 828 d2 (mm) 355 1628 a (mm) 472 1 (0) 159 L (mm) 1800 u B (mm) 82 Chương THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG 3.1 Số liệu ban đầu: Mômen xoắn T1 = 134877 Nm Công suất truyền P1 = 10.31 kW Số vòng quay trục dẫn n1 = 730 v/ph Tỉ số truyền u = 3.48 Ứng suất cho phép: Ứng suất mỏi tiếp xúc vật liệu chế tạo bánh H 480MPa Ứng suất uốn vật liệu chế tạo bánh F 240MPa 3.2 Trình tự thiết kế: 3.2.1 Khỏang cách trục a a 43u 13 K H T1 ba H 02u (công thức 6.90 tài liệu [1]) Do HB[...]... đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ; 4- Bộ truyền xích ống con lăn; 5- Bộ phận công tác (Băng tải) Số liệu thiết kế: Lực vòng trên băng tải, F(N): 5000 Vận tốc băng tải, v(m/s): 5 Đường kính tang dẫn của băng tải, D (mm): 460 Thời gian phục vụ, L(năm): 3 Quay một chiều, làm vi c một ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm vi c 300 ngày, 1 ca làm vi c 8 giờ) Sai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu... Lực ăn khớp Lực vòng Ft1 Ft 2 2.T1 2 134877 4157 N d1 64.89 Lực dọc trục Fa1 Fa 2 Ft1 tan 4157 tan 9,49 695 N Lực hướng tâm Fr1 Fr 2 Ft1 tan nw 4157 tan 20 0 1534 N cos cos 9.49 0 Chương 4: THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Vẽ sơ đồ trục: Sơ đồ chọn chiều dài các trục Sơ đồ phân tích lực tác động lên các trục 4.2 Thiết kế trục I: Ứng suất mõi uốn của vật liệu chế tạo trục [F]-1 =... 72475 237369 462765 460463 Lưu ý: Công thức tính mômen xoắn T 9.55 106 P n Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN 2.1 Thông số ban đầu Theo bảng số liệu chương 1 Thông số đầu vào : P1 = 10.31 kW; n1 = 414.8 v/ph; T1 = 237369 Nmm; ux = 2 Điều kiện làm vi c: đặt nằm ngang, bôi trơn định kỳ, đĩa xích điều chỉnh được, khoảng cách trục a 40 pC 2.2 Trình tự thiết kế: Chọn xích... D 460 ndc nm u 207.6 6 25 1245 5190v / ph Căn Số vòng quay dự kiến của động cơ cứ theo Pct , ta chọn loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha, loại 3K do nhà máy chế tạo động cơ điện Vi t Nam Hungary sản xuất (tài liệu [3]) Có 2 lựa chọn là 3K160S2 Pdc=11KW ndc= 2940v/ph và 3K160S4 Pdc=11KW ndc=1460v/ph => Ta chọn động cơ 3K160S4, ndc=1460v/ph 1.2 Phân phối tỉ số truyền : * Tỷ số truyền... số điều kiện sử dụng (trang 180 tài liệu [1]) Kr =1.2 (va đập nhẹ) Ka = 1 ( a 40 pC ) K0 = 1 (đặt nằm ngang) Kb = 1.5 (bôi trơn định kỳ) Kdc = 1 (đĩa xích điều chỉnh được) Klv = 1 (làm vi c 1 ca) Hệ số răng đĩa dẫn K Z Hệ số vòng quay trục dẫn K n K K r K a K 0 K b K dc K lv 1.2 1 1 1.5 1 1 1.8 25 25 1 Z1 25 n01 400 0.964 (Lưu ý chọn n01 sao cho gần giá