BẢN THUYẾT MINH đồ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

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 = 950 (N) Vận tốc băng tải : v = 1,29 (m/s) Đường kính tang : D = 305 (mm) Thời gian phục vụ : lh = 8000 Số ca làm việc : soca = (ca) Góc nghiêng đường nối tâm với truyền ngoài: @= 120(độ) Đặc tính làm việc: Êm PHẦN I TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ 1.1.1 Xác định công suất yêu cầu trên động PYC Plv = η +) PYC – công suất yêu cầu trục động điện +) Plv – công suất trục công tác + ) η – hiệu suất chung toàn hệ thống Fv Plv = 1000 = = 1,23 (kW) Trong : Hiệu suất chung hệ thống :  nCT nBT η = ΠηCT η BT = ηOL ηOT η KĐη η BR η K = - hiệu suất khớp nối η • OL = 0,99- hiệu suất cặp ổ lăn η • OT = 0,99- hiệu suất cặp ổ trượt • • • • η BR = 0,97- hiệu suất truyền bánh trụ ηĐ = 0,95- hiệu suất truyền đai η = 0,992.0,99.1.0,95.0,97 ≈ 0,89 => PYC = = = 1,38 (kW) 1.1.2 xác định số vòng quay yêu cầu động Số vòng quay yêu cầu động (sơ bộ) : +) n yc = n lv u SB n lv :Số vòng quay trục công tác (v/ph) +) u SB : Tỷ số truyền sơ hệ dẫn động +) ===80,78 (vg/ph) +) D: đường kính tang (mm) +) v : vận tốc băng tải (m/s) = +): Tỉ số truyền HGT +): Tỉ số truyền truyền ( Đai) Theo bảng 2.4[1] ta chọn :  = 3.4 = 12 Suy ra: n yc = n lv u SB =80,78.12= 969,36 (vg/ ph) 1.1.3 chọn động điện Tra bảng phụ lục tài liệu [1] chọn động thỏa mãn Kí hiệu động (KW) (v/ph) 1,5 980 2,8 (Kg) (mm) 50 28 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHO CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG Tỷ số truyền chung thực tế : ==12,13 +) Phân phối tỉ số truyền hệ cho truyền +) tỷ số truyền truyền ( Đai ) +) tỷ số truyền hộp giảm tốc Chọn trước: =2,5 == =4,85 Vậy ta có : 1.3 TÍNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC +) Tỉ số truyền - Tỉ số truyền từ trục động sang trục I ( trục vào HGT ) = = 2,5 - Tỉ số truyền từ trục I sang trục II HGT ==4,85 - Tỉ số truyền từ trục II sang phận trục công tác : =>==1 1.3.1 Số vòng quay trục Số vòng quay động cơ: nĐC =980 (vg/ph) Số vòng quay trục I: nI === 392,0 (vg/ph) Số vòng quay trục II: nII === 80,8(vg/ph) Số vòng quay trục làm việc: nII nlv = uK == 80,8(vg/ph) 1.3.2 tính công suất trục Công suất trục công tác Plv = 1,23 (kW) Công suất trục II: PII == 1,24 (kW) Công suất trục I: PI == = 1,29 (kW) Công suất trục động cơ: PĐC == 1,37 (kW) 1.3.3 Tính mômen trục Mô men xoắn trục động cơ: TĐC = 9,55.106 PĐC nĐC =9,55.106 = 13350 (N.mm) Mô men xoắn trục I: TI = 9,55.106 PI nI =9,55.= 31427 (N.mm) Mô men xoắn trục II: TII = 9,55.106 PII nII = 9,55.= 146560 (N.mm) Mô men xoắn trục công tác: Tlv = 9,55.106 Plv nlv = 9,55.= 145377 (N.mm) 1.3.4 lập bảng thông số động học TRỤC T.SỐ TST ( u ) ĐỘNG CƠ I II 2,50 4,85 CÔNG TÁC n(vg/ ph) 980 392 80,8 P(kW) 1,37 1,29 1,24 1,23 T(N.mm) 13350 31427 146560 145377 PHẦN II TÍNH BỘ TRUYỀN 2.1 Tính truyền (đai thang) 80,8 Thông số đầu vào 2.1.1 chọn loại đai thiết diện đai Tra bảng ĐT 4.1 [ 1] 59 với thông số Chọn tiết diện đai thang thường loại A 2.1.2 chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho bảng d1=160 (mm) Vận tốc đai: v= = (m/s) v = 8,21(m/s) < vmax = 25 (m/s) Nên đường kính d1 phù hợp với điều kiện làm việc truyền Đường kính bánh đai lớn : d = d1.u.(1 − ε ) =160.2,5.( - 0,02 ) =392 (mm) Trong ε =0,02 hệ số trượt Theo bảng B 4.21 [ 1] 63 chọn đường kính tiêu chuẩn Ty số truyền thực tế : = ==2,55 Sai lệch tỷ số truyền: = 100% = 100% =2% 2.1.3.Xác định khoảng cách trục a: Dựa vào ut = 2,55 tra bảng B a 4.14 =1 [ 1] d 60 ,ta chọn ,1 ⇒ =1,1.=1,1.400=440 Chiều dài đai L: =2.++ =2.440 + + = 1793 (mm) Chọn tiêu chuẩn: L=1800 (mm) Số lần uốn đai 1(s) : i = = =4,2 (1/ s) < imax = 10(m / s) Tính xác khoảng cách trục a: λ + λ − 8∆ a= ,trong = L – = 1800 – = 920,35 ( mm) = = = 120 (mm) Suy : == 460,0 (mm) Xác định góc ôm bánh đai nhỏ α1 : = = = > (TM) 2.1.4 tính số đai Z: Z=,trong đó: P= 1,37 (kW) công suất cho phép:tra bảng Tra bảng Tra bảng B 4.19 [ 1] 62 B 4.7 [ 1] 55 hệ số tải trọng động=1,25 B 4.15 [ 1] 61 hệ số ảnh hưởng góc ôm Tra bảng Tra bảng Tra bảng 0,85 B L 4.16 [ 1] 61 với Lo =1,18 hệ số ảnh hưởng chiều dài đai: B 4.17 [ 1] 61 hệ số ảnh hưởng tỷ số truyền: B 4.18 [ 1] 61 hệ số kể đén phân bố không tải trọng dây đai: Z===0,83 < Ta có : Lấy Z= => cần dùng đai cho truyền 2.1.5 thông số bánh đai: Chiều rộng bánh đai: B = (Z − 1)t + 2e Tra bảng B 4.21 [ 1] 63 ta được: B = (Z − 1)t + 2e = (1 − 1).15 + 2.10 = 20 (mm) Đường kính bánh đai: Đường kính đáy bánh đai: 2.1.6 xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục: 780.P.K d + Fv v C z α Lực căng ban đầu: Fo= Với đai A:q m =0,105 (Kg/m) => F v =q m v =0,105 =7,08 (N) Do 780.P.K d + Fv v C z α Fo = = + 7,08 = 183,93 (N) Lực tác dụng lên trục bánh đai: =2.=2 183,93.1.355,33 (N) 2.1.7 tổng hợp thông số truyền đai: Thông số Ký hiệu Đơn vị Loại đai Kết tính toán Đai thang Tiết diện đai A Số đai Zd Chiều dài đai L mm Đường kính bánh đai d1 / d mm Chiều rộng bánh đai B mm Tỷ số truyền thực tế u 1800 160 400 20 2,55 ∆u % Khoảng cách trục a mm 460 Góc ôm bánh đai nhỏ α độ 150 Lực tác dụng lên trục Fr N 355,33 Sai lệch tỷ số truyền 2.2 Tính truyền hộp (bánh trụ ) 2.2.1 thông số đầu vào 2.2.2 chọn vật liệu bánh Tra bảng bảng ta chọn: Vật liêu bánh lớn     Nhãn hiệu thép: 45 thường hóa(giả thiết phôi từ 300500mm) Độ rắn:HB=163269 Ta chọn HB2=220 phôi rèn Giới hạn bền: (N/mm2) Giới hạn chảy:(N/mm2) Vật liêu bánh nhỏ   Nhãn hiệu thép: 45 thường hóa(giả thiết phôi 100mm) Độ rắn:HB=241285 Ta chọn HB1=250 phôi rèn 10 X hệ số tải trọng hướng tâm ổ đỡ chịu lực hương tâm X=1 Y hệ số tải trọng dọc trục Tiến hành kiểm nghiệm với giá trị Fr lớn Q = ( XVFr + YFa )kt k = 1.1.1763,23.1.1 = 1763,23 N d Khả tải động ổ lăn : C = Q.m L = 1763,23 188,16 = 10104 N = 10,1kN < C = 12,5kN ⇒ d Thỏa mãn khả động 2.khả tải tĩnh: 11.18 [1] theo công thức: 221 ta có:Qt≤C0 đó: Qt:tải trọng tĩnh quy ước kN 11.19 [1] Theo công thức 221 Qt=X0.Fr+Y0.Fa Hoặc Qt=Fr 11.16 [1] X0,Y0: hệ số tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục.Tra bảng B 221 ,ta  X = 0,  Y = 0,5 được:  Tải trọng tĩnh tương đương tác dụng vào ổ: Qt = X0 Fr + Y0 Fa = 0,6.+ = 1058(N) Hoặc Qt= Fr = Lấy Qt= Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: 35 Qt=kN < C0=7,94 kN thỏa mãn điều kiện bền Vậy ổ thỏa mãn điều kiện bền chịu tải trọng động tải trọng tĩnh Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ lăn • Tra bảng B[1] cho bi đỡ dãy ta được: • Tải trọng tĩnh tương đương tác dụng vào ổ: • Kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ: => Thỏa mãn Vậy ổ thỏa mãn điều kiện bền chịu tải trọng động tải trọng tĩnh 3.3.2 Trục II 3.3.2.1 Chọn đường kính đoạn trục dựa vào yếu tố công nghệ, lắp ráp d20=32 mm d21=d23=35 mm d22=40 mm 3.3.2.2 Chọn then +Xác định mối ghép then cho trục lắp bánh ,d22= 40 (mm),chọn then 9.1a B [1] 173 tra bảng Ta có : Chiều rộng then:b=12(mm) • • • • Chiều cao then:h=8(mm) Chiều sâu rãnh then trục t1=5 (mm) Chiều sâu rãnh then lỗ t2= 3,3 (mm) Chiều dài then:l=(0,8÷0,9).lm23= 36÷40,5 (mm) 36 Chọn l= 38(mm) +Xác định mối ghép then cho trục lắp khớp nối d20=32 chọn then tra 9.1(a) bảng B 173 [1] ta có: • • • • • Chiều rộng then:b= 10mm Chiều cao then : h= mm Chiều sâu rãnh then trục: t1= (mm) Chiều dài then: l =(0,8÷0,9)lm12= 36÷40,5(mm) Chọn l = 38 (mm) 3.3.2.3 Chọn ổ lăn P 2.12 [1] Dựa vào phụ lục 263 ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ trung : Kí hiệu: 307 Đường kính trong:d= 35 mm Đường kính ngoài:D= 80 mm Khả tải động :C= 26,2 kN Khả tải tĩnh :C0= 17,9 kN Chiều rộng ổ lăn:B= 21 3.3.2.4 Vẽ kết cấu trục II 37 Phần IV - lựa chọn kết cấu 4.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho phận, chi tiết 4.1.1 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 Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày :thân hộp δ δ =0,03a+3=0,03.125+3=6,75 (mm) δ >6 chọn δ =7 (mm) 38 :Nắp hộp δ1 =0,9 δ =6,3 (mm) Chọn δ1 =7 (mm) Gân tăng cứng: chiều dày e e = (0,8 ÷ 1)δ = (6, ÷ 8) chọn e=7 : chiều cao h h0,04a+10=14,4 chọn d1 =M 16 Bu lông cạnh d d2=(0,7÷0,8)d1=11,2÷12,8chọn d =M12 Bu lông ghép bích nắp thân d3 = (0,8 ÷ 0,9)d = (9,6 ÷ 10,8) d3 Vít ghép nắp ổ d Vít ghép nắp cứa thăm dầu d5 Chọn d =M10 d = (0,6 ÷ 0,7) d = ( 7,2 ÷ 8,4 ) Chọn d =M8 d = (0,5 ÷ 0,6)d = (6 ÷ 7,2) Chọn d =M6 Mặt bích ghép nắp thân Chiều dày bích thân hộp S3 S3 = ( 1,4 ÷ 1,8 ) d3 = (14 ÷ 18) Chọn S3=15 Chiều dày bích nắp hộp S4 S = ( 0,9 ÷ 1) S3 = ( 13,5 ÷ 15 ) Chọn S4=15 K = K − ( ÷ 5) mm 39 Bề rộng bích nắp thân K3 K = E2 + R2 + ( ÷ 5) mm E2 = 1,6d = 1,6.12 = 19,2 R2 = 1,3d = 1,3.12 = 15,6 K = (37,8 ÷ 39,8) chọn K =37 ⇒ K = ( 34 ÷ 36 ) chọn K3=34 Kích thước gối trục Đường kính tâm lỗ vít D3 , D2 Tra B 18.2 [ 2] 88 Trục I: D = 52 , D2 = 68 , D3 = 87 Trục II: D = 80 , D2 = 96 , D3 = 115 K = (37,8 ÷ 39,8) chọn K =37 tính phần Bề rông mặt ghép bu lông cạnh ổ K2 Tâm lô bu lông cạnh ổ: E2 C E2 = 1,6d = 1,6.12 = 19,2 chọn E =19 (mm) R2 = 1,3d = 1,3.12 = 15,6 chọn R2 =15(mm) K > 1,2d = 1,2.12 = 14,4 C= D3 Phụ thuộc lỗ bu lông Chiều cao h Mặt đế hộp: Chiều dày: phần 40 lồi S1 , S1 = ( 1,3 ÷ 1,5 ) d1 = ( 20,8 ÷ 24 ) Khi có phần lồi S1 S2 , Dd Chọn S1 =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=24 (mm) S = ( ÷ 1,1) d1 = ( 16 ÷ 17,6 ) Chọn S = 17 q = K1 + 2δ = 48 + 2.7 = 62 mm K1 = 3d1 = 3.16 = 48(mm) Khe hở chi tiết Giữa bánh với thành hộp: Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp: ∆ ≥ (1 ÷ 1,2)δ = ( ÷ 8,4 ) Chọn ∆ = 10 ∆1 ( ÷ ) δ = ( 21 ÷ 35 ) Chọn ∆1 = 30 ∆ ≥ δ = chọn ∆ = 10 Giữa mặt bên bánh với nhau: Số lượng bu lông Z Z= ( L + B) 200 ÷ 300 L,B chiều dài ,chiều rộng hộp 41 L = 286 mm B = 175 mm ⇒Z = 286 + 175 = (1,5 ÷ 2,3) 200 ÷ 300 Chọn Z=2 4.2 Tính, lựa chọn bôi trơn: Bộ truyền bánh có vận tốc vòng v = 1, 29 < 12( m / s) nên ta chọn bôi trơn cách ngâm dầu bánh bị động hộp giảm tốc d w 207,3 = = 25,9 4 (mm) Do đáy hộp giảm tốc cách đỉnh bị động khoảng 30 (mm) Vậy chiều cao lớp dầu 56 (mm) Dầu bôi trơn hộp giảm tốc:vận tốc vòng bánh v = 1, 29 δ b ≈ 470 ÷ 1000 MPa thép C45 186(11) 16 ( ) Độ nhớt dầu 50oc 18 − 13 B 101 chọn loại dầu ô tô máy kéo AK-15 tra bảng 4.2.3 kết cấu liên quan đến chế tạo vỏ hộp 42 + 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 d = 6( mm)  c = 0,6 l = 35(mm) Chọn chốt định vị chốt côn  +cửa thăm 43 C B1 B K A C1 A1 Theo bảng [2] ta có : A B A1 75 50 105 B1 C C1 K R Vít Số Lượng 80 90 90 65 12 M6×2 + Nút thông Q N P A E L C M K O G D H I B A R 44 Theo bảng 18.6[2] trang 93 ta kích thước : M27×2 A B C D E G H I K L M M27× 15 30 15 45 36 32 10 N O P Q R S 22 32 18 36 32 + Nút tháo dầu D d D0 m b S L Theo bảng 18.7[2] trang 93 ta kích thước : d b m f L c q D S D0 M20× 15 28 2,5 17,8 30 22 25,4 + Kiểm tra mức dầu Để kiểm tra mức dầu ta dùng que thăn dầu 45 +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 nhám cao Ta cần chọn vòng phớt cho trục vào và tra bảng 15-17 trang 50 Tra theo đường kính bạc d1 d2 D a b S0 25 26 24 38 4,3 40 41,5 39 59 6,5 12 d d 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 46 b 60° t a t = 2mm, a = 6mm (+ dung sai lắp ghép bánh Chịu tải trọng tĩnh không yêu cầu tháo nắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp trung H7/k6 +dung sai lắp bạc lót trục Chọn kiểu lắp trung gian D11/k6 để thuận tiện cho trình tháo lắp +dung sai lắp ghép ổ lăn Để vòng ổ không trơn trượt bề mặt trục lỗ làm việc cần chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho vòng quay Đối với vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ dôi hở Chính lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6,còn lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 +dung sai lắp ghép nắp ổ lăn Chọn kiểu lắp H7/d11 để thuận tiện cho trình tháo lắp +dung sai lắp vòng chắn dầu Chọn kiểu lắp trung gian F8/k6 để thuận tiện cho trình tháo lắp 47 BẢNG KÊ KIỂU LẮP , SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI Sai lệch giới hạn Trục Chi tiết lắp ghép Trục đai Kiểu lắp Lỗ Φ 18 k6 Trục Sai lệch giới hạn kiểu lắp +12 +1 Trục I Trục ổ Φ 20 k6 lăn 10 Trục Φ 22H7/k6 bánh +21 +15 +19 +0 +2 -15 +77 +12 +76 +50 +1 +38 Nắp ổ Φ 52H7/d11 thân hộp +30 -100 +320 +0 -290 +100 Vỏ hộp - ổ Φ 52H7 lăn +30 -15 Bạc – Trục Φ 18D10/k6 +15 +2 +0 Sai lệch giới hạn Trục Chi tiết lắp ghép Trục khớp nối Trục II Kiểu lắp Lỗ Φ 32k6 Trục Φ 40 H7/k6 bánh Trục +18 +2 -12 +18 +2 48 Sai lệch giới hạn kiểu lắp Trục ổ Φ 35k6 lăn Bạc – Trục Φ 32D10/k6 Nắp ổ Φ 80H7/d11 thân hộp Vỏ hộp - ổ lăn Φ 80H7 Trục Φ 35D10/k6 vòng chắn dầu +25 +18 +2 +64 +18 +25 +2 +30 -120 +320 -340 +100 +76 +210 +95 +30 +2 +30 +30 49 ... phép:tra bảng Tra bảng Tra bảng B 4.19 [ 1] 62 B 4.7 [ 1] 55 hệ số tải trọng động= 1,25 B 4.15 [ 1] 61 hệ số ảnh hưởng góc ôm Tra bảng Tra bảng Tra bảng 0,85 B L 4.16 [ 1] 61 với Lo =1,18 hệ số ảnh... trục bánh đai: =2.=2 183,93.1.355,33 (N) 2.1.7 tổng hợp thông số truyền đai: Thông số Ký hiệu Đơn vị Loại đai Kết tính toán Đai thang Tiết diện đai A Số đai Zd Chi u dài đai L mm Đường kính bánh... K xH =   Z R Z S K xF = SH,SF : hệ số an toàn tính ứng suất tiếp xúc ứng xuất uốn: tra bảng 6.2 B [ 1] 94 với: o bánh chủ động: SH1=1,1 ;SF1=1,75 o bánh bị động: SH2=1,1 ;SF2=1,75 σ H0 lim ,