đồ án chi tiết máy tính toán thiết kế hệ dẫn động băng tải

Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất.Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật khí , giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí.Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy Trịnh Đồng Tính giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức hạn hẹp, thiếu sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thắng BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI -Số liệu cho trước: 1.Lực kéo băng tải F = 1260 (N) Vận tốc băng tải v = 2,75 (m/s) Đường kính tang D = 395 (mm) Thời gian phục vụ lh = 19500 Số ca làm việc soca = (ca) Góc nghiêng đường nối tâm với truyền ngoài: @=135 (độ) Đặc tính làm việc va đập vừa PHẦN TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động 1.1.1.xác định công suất yêu cầu trên động Để chọn động điện, cần tính công suất cần thiết Nếu gọi băng tải, PYC = PCT ηC ηC – hiệu suất chung toàn hệ thống, PYC PCT – công suất – công suất cần thiết, : Trong : PCT = Fv 1000 = 1260.2,75 = 3, 465(kW ) 1000 Hiệu suất hệ thống tính tích hiệu suất phận tham gia vào hệ thống này:  • • • • • nCT nBT ηC = ΠηCT η BT = ηOLĐ η ηBR ηK ηK ηOL η BR ηĐ ηC = 0,99- hiệu suất cặp ổ lăn = 0,97- hiệu suất truyền bánh trụ = 0,96- hiệu suất truyền đai = 0,993.0,96.0,97.1 PYC 1.1.2.xác = - hiệu suất khớp nối = PCT ηC = 3,465 0,904 ≈ 0,904 = 3,83(kW) định số vòng quay yêu cầu động Số vòng quay yêu cầu động (sơ bộ) : nYC = nSB = nLV u SB Số vòng quay trục công tác nLV = nLV 60.1000.v 60.1000.2,75 πD π 395 = =132,96(vg/ ph) Với D: đường kính tang Tỷ số truyền sơ hệ thống u SB : uSB uh ung = B Theo bảng 2.4 [ 1] 21 , ta chọn sơ bộ: Tỷ số truyền sơ hộp giảm tốc cấp truyền động bánh nghiêngnghiêng phải: uh =4 Tỷ số truyền sơ truyền đai thang uSB uh ung = Suy ra: =4 =4.3=12 nYC = nLV u SB 1.1.3 ud = u =132,96.12=1595,52 (vg/ ph) chọn động điện Tra bảng phụ lục tài liệu [1] chọn động thỏa mãn  PDC ≥ PYC = 3,83( kW )  nDC ≈ nSB = 1595,52(vg / ph) , chọn ndb =1500(vg / ph)  Kí hieu : 4A10014Y3   PDC = 4(kW ) n = 1420(vg / ph)  DC Ngoài số thông số khác: cos 1.2 Tỷ số truyền chung hệ thống : Trong : nCT nĐC =2,2; =2,0 nĐC nCT =132,96 (vg/ ph) – số vòng quay trục =1420 (vg/ ph) uC = Tỷ số truyền : nĐC nCT = 1420 132,96 =10,68 uC uh ung Với uh =0,84; ŋ=84%; Tk Tdn Phân phối tỉ số truyền cho truyền hệ thống uC = ung ϕ Tmax Tmin = –tỷsố truyền truyền (đai) hộp giảm tốc –tỉ số truyền hộp giảm tốc Chọn trước: uh =4 ung 1.3 = 10,68 =2,67 Tính thông số trục 1.3.1 tính số vòng quay trục Số vòng quay động cơ: Số vòng quay trục I: nĐC nI = =1420 (vg/ph) nĐC uĐ = 1420 2,67 =531,84(vg/ph) nII Số vòng quay trục II: Số vòng quay trục làm việc: 1.3.2 = nCT nI u BR = nII nK =132,96(vg/ph) 132,96 132,96 = = (vg/ph) tính công suất trục PCT Công suất trục công tác PII Công suất trục II: PI Công suất trục I: = = PĐC Công suất trục động cơ: 1.3.3 = 531,84 =3,465 (kW) PCT 3, 465 = ηOLη K 0,99.1 =3,5 (kW) PII 3,5 = ηOLη BR 0,99.0,97 = PI 3,64 = ηOLĐ η 0,99.0,96 =3,64 (kW) = 3,83 (kW) tính mômen trục Mô men xoắn trục động cơ: TĐC = 9,55.106 PĐC nĐC =9,55.106 3,83 1420 =25758.1 (N.mm) Mô men xoắn trục I: TI = 9,55.106 PI nI 9,55.106 = 3,64 531,84 =65361,76 (N.mm) Mô men xoắn trục II: TII = 9,55.106 PII nII 9,55.106 = 3,5 132,96 =251391,396 (N.mm) Mô men xoắn trục công tác: TCT = 9,55.106 PCT nCT 9,55.106 = 3, 465 132,96 =248877,48 (N.mm) Lập bảng thông số động học 1.4 TRỤC T.SỐ ĐỘNG CƠ TST n (vg/ ph) P (kW) T (N.mm) 2,67 1420 3,83 25758,1 I II 531,84 3,64 65361,76 CÔNG TÁC 132,96 3,5 251391,396 132,96 3,465 248877,48 PHẦN TÍNH BỘ TRUYỀN 2.1 TÍNH BỘ TRUYỀN NGOÀI (ĐAI THANG) Thông số yêu cầu: Công suất trục chủ động: P = = 3,83 kW Mô men xoắn trục chủ động: Số vòng quay trục chủ động: = Tỉ số truyền truyền đai: u = Góc nghiêng truyền ngoài: @= 135° Chọn loại đai tiết diện đai 2.1.1 Tra đồ thị ⇒ 4.1 DT [ 1] 59 với thông số:  P = 3,83kW  n1 = 1420(vg / ph) chọn tiết diện đai thường loại A Chọn đường kính hai bánh đai 2.1.2 Chọn d1 B theo tiêu chuẩn cho bảng 4.21 [ 1] 63 ta =140 mm Kiểm tra vận tốc đai : v = ⇒ π d n π 140.1420 1= = 10, m / s 60000 60000 < vmax = 25 ( m / s ) thỏa mãn =u (1- ε )=u (1- 0,02) = 2,67.140.(1- 0,02) = 366,32 mm Trong đó, hệ số trượt Ta chọn ε = 0, 02 ε = 0, 01 ÷ 0, 02 Tương tự ta chọn theo tiêu chuẩn : =355 mm Tỉ số truyền thực tế : d 355 = ut = = 2,59 d (1 − ε ) 140.(1 − 0, 02) Sai lệch tỉ số truyền : ut − u u ∆u = 100 = 2,59 − 2,67 100% 2,67 =3,09 < (thỏa mãn) 2.1.3 Xác định khoảng cách trục a Dựa vào ut  B =3,01 tra bảng ⇒ 4.14 [ 1] 60 ,ta chọn a =1 d2 thỏa mãn Vì: ( ) ( ) 0, 55 d + d + h ≤ a ≤ d + d 2 ⇔ 0,55 ( 140 + 355 ) + ≤ a ≤ ( 140 + 355 ) ⇔ 280, 25 ≤ a ≤ 990 B Với h tra bảng 4.13 [ 1] 59 Chiều dài đai L: B Chọn tiêu chuẩn: L=1600 (mm) (tra bảng 4.13 [ 1] 59 ) Số vòng chạy đai 1(s) là: Tính xác khoảng cách trục a: a= λ + λ − 8∆ Trong đó: Suy : Xác định góc ôm bánh đai nhỏ α1 : 10 Bảng thông số đường kính trục: Tiết diện d10 d11 d12 d13 d20 d21 d22 d23 Đường kính 25 26 25 21 38 40 45 40 Bảng thông số then Tiết diện Đường kính 11 13 20 22 26 21 38 45 Kích thước b h 6 10 14 Chiều sâu t1 3,5 5,5 t2 2,8 2,8 3,3 3,8 Chiều dài 35 35 50 40 Bảng thông số ổ lăn: Ký hiệu ổ Ι 46305(trục ) 46308 (trục ΙΙ ) d 25 D 62 b 17 r 2,0 r1 1,0 C,kN 21,1 Co,kN 14,9 40 90 23 2,5 1,2 39,2 30,7 50 PHẦN LỰA CHỌN KẾT CẤU Các kích thước hộp giảm tốc thiết kế vỏ hộp Hộp giảm tốc để đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy,tiếp nhận trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết máy tránh bụi bẩn Chi tiết hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ Chọn vật liệu làm hộp giảm tốc gang xám GX15-32 Chọn bề mặt ghép ráp thân qua tâm trục song song với đáy 4.1.2 phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc 4.1 4.1.1 51 Tên gọi Chiều dày :thân hộp Biểu thức tính toán δ =0,03a+3=0,03.120+3=6,6 (mm) δ δ >6 chọn =8 (mm) δ1 δ =0,9 =7,2 (mm) δ :Nắp hộp δ1 Chọn =8 (mm) e = (0,8 ÷ 1)δ = (6, ÷ 8) Gân tăng cứng: chiều dày e : chiều cao h :độ dốc chọn e=8 h0,04a+10=14,8 chọn d3 d2 =M12 =M10 d = (0,6 ÷ 0,7)d = ( 7,2 ÷ 8,4 ) d4 Vít ghép nắp cứa thăm dầu =M16 d2=(0,7÷0,8)d1=(11,2÷12,8) chọn d3 = (0,8 ÷ 0,9)d = (9,6 ÷ 10,8) Chọn Vít ghép nắp ổ d1 d5 d4 Chọn =M8 d5 = (0,5 ÷ 0,6)d = (6 ÷ 7,2) Chọn d5 =M6 Mặt bích ghép nắp thân Chiều dày bích thân hộp S3 S3 = ( 1,4 ÷ 1,8) d3 = (14 ÷ 18) Chiều dày bích nắp hộp S4 Chọn S3=15 Bề rộng bích nắp thân K3 S = ( 0,9 ÷ 1) S = ( 13,5 ÷ 15 ) Chọn S4=15 K = K − ( ÷ ) mm K = E2 + R2 + ( ÷ 5) mm E2 = 1,6d = 1,6.12 = 19,2 R2 = 1,3d = 1,3.12 = 15,6 52 K = (37,8 ÷ 39,8) ⇒ K = ( 33 ÷ 35 ) Kích thước gối trục Đường kính tâm lỗ vít D3 , D2 B Tra chọn K2 =38 chọn K3=33 18.2 [ 2] 88 D = 62 D2 = (74,8 ÷ 78) Trục I: , chọn D2 = 78 D3 = 97 Bề rông mặt ghép bu lông cạnh K2 ổ Tâm lô bu lông cạnh ổ: E2 C Chiều cao h , D = 90 D2 = (102,8 ÷ 106) Trục II: , chọn D2 = 105 D3 = 125 , K = (37,8 ÷ 39,8) K2 chọn =38 (tính phần trên) E2 = 1,6d = 1,6.12 = 19,2 chọn E2=19 (mm) R2 = 1,3d = 1,3.12 = 15,6 R2 chọn =15(mm) K > 1,2d = 1,2.12 = 14,4 C= D3 Phụ thuộc lỗ bu lông Mặt đế hộp: Chiều dày: phần S1 lồi , S1 S , Dd Khi có phần lồi S1 = ( 1,3 ÷ 1,5 ) d1 = ( 20,8 ÷ 24 ) S1 Chọn =24 (mm) Dd xác định theo đường kính dao khoét S1 = ( 1,4 ÷ 1,7 ) d1 = ( 22,4 ÷ 27,4 ) Bề rộng mặt đế hộp K1và q Chọn S1=25 (mm) S2 = ( ÷ 1,1) d1 = ( 16 ÷ 17,6 ) 53 S2 = 17 Chọn q = K1 + 2δ = 48 + 2.8 = 64( mm) K1 = 3d1 = 3.16 = 48(mm) Khe hở chi tiết Giữa bánh với thành hộp: Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp: Giữa mặt bên bánh với nhau: Số lượng bu lông Z ∆ ≥ (1 ÷ 1,2)δ = ( ÷ 9,6 ) Chọn ∆ = 10 ∆1 ( ÷ ) δ = ( 24 ÷ 40 ) ∆1 = 30 Chọn ∆ ≥δ =8 Z= chọn ( L + B) 200 ÷ 300 ∆ = 10 L,B chiều dài ,chiều rộng hộp Chọn Z=4 54 Kết cấu kích thước vỏ hộp giảm tốc 4.2 kết cấu liên quan đến chế tạo vỏ hộp +Nắp ổ: chế tạo gang GX15-32 Đường kính nắp ổ xác định theo công thức: D3 ≈ D + 4, 4.d D2 ≈ D + ( 1, ÷ ) d Với D- đường kính lỗ nắp ổ lăn Vị trí Trục I Trục II D(mm) D2 62 90 ) 78 105 (mm D3 (mm ) 97 125 D4 ) 55 81 (mm d4 (mm ) M8 M8 z h 12 55 +Vòng móc: Hiện vòng móc sử dụng nhiều an toàn sử dụng bu lông móc, hộp giảm tốc hoạt động lâu ngày bu lông móc bị long nên vận chuyển bị rơi vỡ hộp giảm tốc ảnh hưởng tới nguwofi thiết bị xung quanh Vòng móc làm nắp thân hộp Kích thước vòng móc xác định sau: δ ÷ ÷ - chiều dày vòng móc: S=(2 3) =(16 24), chọn S=20 mm - Đường kính: d=(3 4) =(24 32), chọn d=24 mm ÷ δ ÷ +chốt định vị: Đảm bảo vị trì tương đối nắp thân trước sau gia công nắp ghép,khi xiết bu lông không làm biến dạng vòng ổ 56 B Chọn chốt định vị chốt côn tra bảng 18 − 4b [ 2] 91 ta chọn: d = 4(mm)  c = 0,6 l = 35(mm)  +cửa thăm: Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có làm cửa thăm C B1 B K A C1 B Tra bảng A B 18 − [ 2] 92 A1 A1 chọn B1 C C1 K R Vít Số lượng 57 80 50 110 80 95 95 65 12 M6x22 M P A D I B H E L C N O +nút thông hơi: Khi làm việc nhiệt độ hộp tăng lên để giảm áp suất điều hòa không khí bên bên hộp ta dùng nút thông nắp cửa thăm 18 − B [ 2] 93 Tra bảng chọn A=M27x2, B=15, C=30, D=15, E=45, G=36, H=32, I=6, K=4, L=10, M=8, N=22, O=6, P=32, Q=18, R=36, S=32 Q G K A R +nút tháo dầu: Sau thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa hộp bị bẩn biến chất cần phải thay dầu mới,để tháo dầu cũ đáy hộp có lỗ thoát dầu bịt kín nút tháo dầu 18 − B [ 2] 93 Chọn nút tháo dầu trụ tra bảng d b m f L c q D S Do M20x 15 28 2,5 17,8 30 22 25,6 b L D d D0 m S +Kiểm tra mức dầu : dùng que thăm dầu để kiểm tra mức dầu: 58 +Các chi tiết liên quan khác: Lót kín phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng tạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phòng mỡ chảy Vòng phớt dùng để lót kín chi tiết dùng rộng rãi có kết cấu đơn giản, thay dễ dàng chóng mòn ma sát lớn bề mặt có độ B nhám cao Ta cần chọn vòng phớt cho trục vào và tra bảng tra theo đường kính bạc d ta được: d d1 d2 D a b S0 Trục I 30 31 29 43 4,3 Trục II 45 46 44 64 6,5 12 B - độ nhám bề mặt trục chỗ có lắp vòng phớt: 0,1 < Ra < 0.4 d Tra bảng 15 − 20 [ 2] 53 15 − 17 [ 2] 50 d D2 a b a S0 Để ngăn cách mỡ phận ổ với dầu hộp thường dùng vòng chắn mỡ (dầu) Kích thước vòng chắn mỡ (dầu) cho hình vẽ 59 b 60° t a t = 2mm, a = 6mm 4.3 kết cấu bánh Các thông số bánh (đường kính, chiều rộng, mô đun, số răng, ) xác định thiết kế bánh Hình dạng kết cấu bánh xác định chủ yếu theo yếu tố công nghệ gia công phương pháp chế tạo phôi bánh Dạng đĩa phẳng sử dụng mayơ cần gia công đạt Rz [...]... trục bánh đai: 2.1.7 Thông số Tiết diện đai Tổng hợp các thông số của bộ truyền đai Ký hiệu Giá trị A … 12 Đường kính bánh đai nhỏ d1 140 (mm) Đường kính bánh đai lớn d2 355 (mm) Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ d a1 146,6 (mm) Đường kính đỉnh bánh đai lớn da 2 361,6 (mm) Đường kính chân bánh đai nhỏ df1 159,1 (mm) Đường kính chân bánh đai lớn df2 374,1 (mm) Góc chêm rãnh đai ϕ Số đai Z 2 Chi u rộng bánh... xH = 1   Z R Z S K xF = 1 SH,SF : hệ số an toàn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng xuất uốn: tra 6.2 [ 1] 93 bảng với: o bánh răng chủ động: SH1=1,1 ;SF1=1,75 o bánh răng bị động: SH2=1,1 ;SF2=1,75 14 σ H0 lim σ F0 lim , :ứng suất tiếp xúc và ứng xuất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở: σ o = 2 HB + 70  H lim   σo = 1,8HB  F lim Bánh chủ động : Bánh bị động : σ H0 lim1 = 2 HB1 + 70 = 2.250... chọn : k1 = 10 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong của hộp k2= 10 là khoảng từ mút ô đến thành trong của vỏ hộp k3= 5 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến nắp ổ n h = 25 chi u cao nắp ổ và đầu bu lông Trục I: chi u dài moay ơ bánh đai bị dẫn: l = (1,2 ÷ 1,5) d = (1, 2 ÷ 1,5).30 = (36 ÷ 45) m12 1 (mm) chọn l = 40(mm) m12 31 chi u dài moay ơ bánh răng trụ răng nghiêng nhỏ: l = (1,... bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau : d =d = 10 12 25 mm – tiết diện ổ lăn d = 11 26 mm – tiết diện lắp bánh răng 35 d = 13 21 mm – tiết diện lắp bánh đai Chọn và kiểm nghiệm then 3.3.1.6 +Xác định mối ghép then cho trục 1 lắp bánh răng ,d11=26(mm),chọn then bằng 9.1a B [1] 173 tra bảng Ta có: • • • • • Chi u rộng then:b=8 (mm) Chi u cao then:h=7(mm) Chi u sâu rãnh then... (mm) Chi u dài đai L 1600 (mm) Khoảng cách trục a 396,66 (mm) Góc ôm bánh đai nhỏ α1 Lực căng ban đầu Fo 183,09 (N) Lực tác dụng lên trục bánh đai Fr 705,89 (N) 2.2 2.2.1 2.2.2 ο 36 ο 149,1 Tính bộ truyền trong hộp (bánh răng trụ răng nghiêng phải ) thông số đầu vào: chọn vật liệu bánh răng Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế ở đây chọn vật liệu 2 cấp bánh... Mpa1/3 hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng o Momen xoắn trên trục chủ động: T1= 72815 (N.mm) o o Ứng xuất tiếp xúc cho phép: Tỉ số truyền: u=4 [σH ] =504,55 (Mpa) - hệ số chi u rộng vành răng Tra bảng ψ bd 6.6 [ 1] 97 với bộ truyền đối xứng, HB ... thiếu sót điều tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Thắng BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI ... @=135 (độ) Đặc tính làm việc va đập vừa PHẦN TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động 1.1.1.xác định công suất yêu cầu trên động Để chọn động điện, cần tính công suất cần thiết Nếu gọi băng tải, PYC = PCT... CHỌN KẾT CẤU Các kích thước hộp giảm tốc thiết kế vỏ hộp Hộp giảm tốc để đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy,tiếp nhận trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết