ĐA TKM: thiết kế hệ truyền động băng tải vận chuyển người ở sân bay

- Phân loại theo thông số cơ bản: + Theo chiều dài băng tải + Theo khối lượng vận chuyển + Theo góc nghiêng - Phân loại theo mức độ tự động: + Bán tự động + Tự động 1.1.3 Ứng dụng của bă

Lời nói đầu

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy

Thông qua đồ án môn học Thiết kế máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiếnthức đã học nhằm tính toán thiết kế hệ thống máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả nănglàm việc; thiết kế kết cấu máy, các hệ thống dẫn động và phương pháp trình bày bản vẽ,trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính và các số liệu tra cứu khác Do

đó khi thực hiện đồ án thiết kế máy phải tham khảo các môn đã học như Truyền động cơkhí, Kỹ thuật chế tạo máy, Thiết kế máy và các tìa liệu liên quan từng bước giúp sinhviên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình

Nhiệm vụ của em là “Thiết kế hệ truyền động của băng vận chuyển người trong cácsân bay” từ các số liệu được giao và tham khảo thêm từ thực tế Hệ được dẫn động bằngđộng cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đếnbăng tải

Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tổng hợplớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực hiện

đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót Em mong được sự góp ý vàgiúp đỡ của GVHD

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, đặc biệt là thầy giáo Trần Xuân Tùy đã hướngdẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này./

Đà Nẵng, 15/9/2016Sinh viên thực hiện

1 Sơ lược về băng tải vận chuyển người 4

2 Phân loại băng tải vận chuyển người 5

3 Ứng dụng của băng tải vận chuyển người 5

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY, TÍNH TOÁN CÁC KẾT

cscecsececsecc CẤU CHÍNH CỦA MÁY

21

4 Xác định số vòng quay, công suất và mômen trên các trụchộp giảm tốc

24

6 Thiết kế gối đỡ trục 66

7 Cấu tạo vỏ hộp, các chi tiết khác, lắp ghép và bôi trơn 71

3 Bảng thống kê kích thước, vật liệu chi tiết máy 74

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 GIỚI THIỆU VỀ BĂNG TẢI

1.1.1 Sơ lược về băng tải vận chuyển người

Hệ thống băng tải vận chuyển người là một phương tiện giúp con người di chuyển

dễ dàng dạng băng tải Chuyển động cơ của hệ thống làm băng tải di chuyển chậm nên cóthể vận chuyển người trên một mặt phẳng nằm ngang hoặc nằm nghiêng qua một đoạnkhoảng cách nhất định Người sử dụng có thể đứng hoặc đi bộ trên chúng để di chuyển

Hệ thống băng tải người thường được lắp thành từng cặp với chức năng mỗi băng tải theomột chiều nhất định

Hình 1.1: Mô hình băng tải vận chuyển người thực tế

1.1.2 Phân loại băng tải vận chuyển người

Băng tải vận chuyển người hiện nay được thiết kế và chế tạo đa dạng và phongphú với nhiều kiểu dáng và chủng loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử đụng củacông trình

- Phân loại theo số lượng:

+ Băng tải đơn (băng tải vận chuyển một chiều)

+ Băng tải kép (băng tải vận chuyển hai chiều)

- Phân loại theo dạng đường đi:

+ Băng tải di chuyển thẳng (thường phổ biến trong siêu thị, sân bay,…)

+ Băng tải di chuyển dạng vòng cung (ít phổ biến, chỉ xuất hiện ở các khutham quan, triển lãm lớn)

- Phân loại theo thông số cơ bản:

+ Theo chiều dài băng tải

+ Theo khối lượng vận chuyển

+ Theo góc nghiêng

- Phân loại theo mức độ tự động:

+ Bán tự động

+ Tự động

1.1.3 Ứng dụng của băng tải vận chuyển người

Vận chuyển người tại những nơi như sân bay, trung tâm thương mại, siêu thị, gatàu, khu vui chơi giải trí đông người,…

Đối với những người khuyết tật, người già, trẻ nhỏ và những người mang vác hành

lý, hàng hóa nặng nhọc thì hệ thống băng tải vận chuyển người thật sự giúp ích cho họ rấtnhiều trong đi lại và di chuyển ở các nơi đông người

Băng tải vận chuyển người thường di chuyển với một tốc độ chậm hơn so với tốc

độ đi bộ tự nhiên, và thậm chí cả khi người ta tiếp tục đi sau khi họ bước vào một băngtải, họ có xu hướng làm chậm tốc độ của mình để bù lại, do đó di chuyển trên băng tảivận chuyển người có thể cải thiện thời gian đi lại và khả năng vận tải tổng thể

Ngoài ý nghĩa là thiết bị vận chuyển thì băng tải vận chuyển người còn là một yếu

tố làm tăng vẽ đẹp tiện nghi cho mỗi công trình

1.1.4 Các kiểu thiết kế phổ biến

Băng tải vận chuyển người được thiết kế, xây dựng theo một trong hai phong cách

- Loại pallet : bao gồm mỗi chuỗi liên tục các tấm kim loại phẳng liên kết với

nhau tạo thành một lối đi và có hiệu quả giống thang cuốn trong xây dựng Hầuhết là bề mặt kim loại mặc dù có một số mô hình có một bề mặt cao su để kéothêm

- Loại di chuyển vành đai : là dạng thiết kế thường xây dựng với lưới kim loại

hoặc các bề mặt cao su di chuyển trên con lăn kim loại Bề mặt di chuyển cóthể có một cảm giác vững chắc

Cả hai loại di chuyển băng tải đều có một bề mặt rãnh khớp với tấm lược lúc kếtthúc Ngoài ra, băng tải vận chuyển người được xây dựng với tay vịn tương tự như trênthang cuốn

1.1.5 Lịch sử phát triển

Băng tải vận chuyển người đầu tiên ra mắt tại triển lãm Worrld’s Columbian năm

1893 ở Hoa Kỳ Nó có hai bộ phận khác nhau: một nơi giành cho hành khác để ngồi vàmột nơi để những người đi bộ có thể đứng hoặc đi bộ Băng tải di chuyển một vòng theochiều dài của một bên bờ hồ đến một sòng bạc

Năm 1900, một băng tải vận chuyển người được trình bày ở Paris ExpositionUniverselle Thiết kế dựa trên ba nền tảng, đầu tiên là người sử dụng chỉ cần đứng yên,thứ hai là di chuyển với tốc độ vừa phải, cuối cùng là băng tải truyền động với vận tốc 6dặm trong một giờ

Tổ chức Beeler đề xuất một hệ thống quá cảnh liên tục với Sub-Surdace MovingPlatforms cho Atlanra vào năm 1924, với một thiết kế gần giống hệ thống triển lãm ởParis Hệ thống đề xuất sử dụng một động cơ cảm ứng tuyến tính Nhưng hệ thống nàykhông được xây dựng

Năm 1954 tại thành phố Jersey, NJ, các lối di động (băng tải vận chuyển người)thương mại đầu tiên tạo Hoa Kỳ được cài đặt hệ thống được đặt tên là “Speedwalk” vàxây dựng bởi Goodyear; có chiều dài 84,5m và tăng 10% lớp ở tốc độ 2,4km/h Hệ thống

đã được gỡ bỏ một vài năm sau đó khi mô hình giao thông thay đổi

Băng tải vận chuyển người ở sân bay lần đầu tiên được xây dựng vào năm 1958 tạiLove Fiel ở Dallas, Texas.

Hiện nay, băng tải vận chuyển người xuất hiện rất phổ biến trong các sân bay lớntrên thế giới

1.2 CÁC PHẦN CHÍNH CẤU TẠO

1.2.1 Ngồn động lực

Nguồn động lực có vai trò quan trọng trong tất cả các hệ thống truyền động Nócung cấp toàn bộ năng lượng cho cả hệ thống hoạt động Đối với băng tải vận chuyểnngười, động cơ điện xoay chiều 3 pha được sử dụng làm nguồn động lực Vì động cơ giữvai trò rất quan trọng nên việc lựa chọn động cơ cho hệ thống cần đảm bảo các điều kiệnsau:

- Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết của cả hệ thống

- Tốc độ động cơ phải phù hợp để đơn giản trong việc thiết kế các bộ giảm tốc,đảm bảo về kích thước khối lượng và về mặt kinh tế

- Có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn

- Động cơ ổn định khi làm việc với thời gian dài

- Momen làm việc đủ lớn để thắng được momen cản ban đầu

1.2.2 Hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc là một bộ phận phổ biến và quan trọng trong hầu hết các máy móc

cơ khí Trong hệ thống băng tải vận chuyển người hộp giảm tốc được sử dụng nhằm mụcđích giảm tốc độ từ trục động cơ đến băng tải thang Do hệ thống không cần độ tự hãmlớn nên các hãng chế tạo thường sử dụng bộ truyền bánh răng nghiêng kết hợp với bộtruyền xích Vì thế việc thiết kế hộp giảm tốc cần phải được tiến hành cẩn thận, tính toánkinh tế theo các phương án thích hợp nhất Thông thường khi thiết kế hộc giảm tốc cầnthỏa mãn các điều kiện sau:

- Hộp giảm tốc được thiết kế phải thõa mãn những chỉ tiêu làm việc vhur yếunhư sức bền, độ bền mòn, độ cứng…

- Giá thành chế tạo rẻ nhất, nhỏ gọn và thẩm mĩ

- Kiểm tra, tháo lắp vá sửa chữa thuận lợi

- Đảm bảo dung sai lắp ghép các chi tiết

- Bảo đảm tính an toàn lao động

Việc thiết kế hộp giảm tốc là quá trình sáng tạo, để đạt được yêu cầu thiết kế cóthể có rất nhiều phương án khác nhau Người thiết kế cần vận dụng những hiểu biết về lýthuyết và kinh nghiệm tức tế để lựa chọn phương án hợp lý và cao hơn là phương án tối

ưu nhất

1.2.5 Khối cảm biến điều khiển

Cảm biến tốc độ là thiết bị dùng để kiểm tra tốc độ của thang Sau đó, đưa thông

số vận tốc về tín hiệu điện áp hay dòng điện cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm để xử

lý và đưa tín hiệu điều khiển động cơ, đảm bảo vận tốc làm việc của thang theo yêu cầukhi các điều kiện bên ngoài thay đổi

Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ gồm có:

- Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch roto

- Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp stato

- Điều chỉnh bằng cách thay đổi số đôi cực của động cơ

- Điều chỉnh bằng phương pháp biến tần

1.3 BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN NGƯỜI Ở SÂN BAY

Hiện nay, việc di chuyển bằng đường hàng không trở nên phổ biến ở khắp thếgiới, nhiều sân bay mới được mở ra, các sân bay cũng ngày càng được nâng nấp và mởrộng Diện tích khu vực sân bay rất lớn với cách quy hoạch các khu vực riêng để phục vụkhách hàng với các mục đích khác nhau Vấn đề đặt ra là với lượng khách và hành lý lớnphải di chuyển liên tục, khoảng cách giữa các khu vực trong sân bay thì rất xa,… cần

phải có giải pháp để hành khách di chuyển đỡ vất vả, dễ dàng tìm hướng di chuyển, tiếtkiệm thời gian và công sức, nâng cao dịch vụ chăm sóc khách hàng.

Giải pháp được đề ra là lắp đặt các hệ thống băng tải vận chuyển người tại các sânbay Hệ thống sẽ giúp hành khách di chuyển dễ dàng, tiết kiệm thời gian, chi phí vậnchuyển, giải quyết được các vấn đề đặt ra ở trên

Hệ thống băng tải vận chuyển người có thể được lắp đặt để kết nối các khu vựctrong sân bay như từ nơi làm thủ tục đến nơi kiểm tra, từ phòng chờ đến máy bay, từphòng hành lý sang bãi đậu xe hoặc trạm vận chuyển… v.v Điều này giúp khách hàng dễxác định hướng di chuyển, không bị ùn tắc, lộn xộn vì đông người

Bên cạnh đó việc lắp đặt hệ thống băng tải vận chuyển người còn làm tăng vẻ đẹptiện nghi và hiện đại trong các sân bay, thu hút hành khách đồng thời làm tăng dịch vụchăm sóc khách hàng, mang lại lợi ích lớn cho tất cả mọi người,

Ở Việt Nam hiện nay chưa có một sân bay nào có hệ thống băng tải vận chuyểnngười để phục vụ hành khách Tuy nhiên trên thế giới, nhiều sân bay lớn ở các nước đãlắp đặt hệ thống và đạt được những phản hồi tích cực như Sân bay quốc tế Calgary,Canada; Sân bay quốc tế Port Columbus, Ohio; Sân bay Charles ở Paris, Pháp;…

Hình 1.2: Băng tải vận chuyển người ở sân bay Changi, Singapore

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ

- Tham khảo thực tế ta có các số liệu sau:

+ Nguồn cung cấp: 380V, 50Hz+ Tải trọng tối đa: 4800kg+ Độ rộng có ích: 1,2m

2.2 NGUYÊN LÝ, YÊU CẦU THIẾT KẾ

2.2.1 Nguyên lý làm việc

Băng tải vận chuyển người ở sân bay hoạt động theo nguyên tắc băng tải

Hệ thống gồm tập hợp những lưới kim loại di chuyển liên tục, luân phiên nhau trên mặt phẳng nằm ngang tạo thành một vòng khép kín; và các khe rãnh trên hệ thống băng tải được thiết kế so le, ăn khớp với nhau bằng những khe lược sâu trên bề mặt.

Băng tải vận chuyển người hoạt động với vận tốc tương đối thấp, tải lớn nên phải

có bộ giảm tốc từ động cơ đến băng tải

Băng tải vận chuyển người thường di chuyển với một tốc độ chậm hơn so với tốc

độ đi bộ tự nhiên, và thậm chí cả khi người ta tiếp tục đi sau khi họ bước vào một băngtải, họ có xu hướng làm chậm tốc độ của mình để bù lại, do đó di chuyển trên băng tảivận chuyển người có thể cải thiện thời gian đi lại và khả năng vận tải tổng thể

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha khi được khởi động sẽ quay tạo nguồnđộng lực Thông qua hộp giảm tốc sẽ đưa tốc độ cao của động cơ giảm xuống với mứctốc độ thấp hơn phù hợp với tải Tốc độ sẽ được đưa đến bánh chủ động thông qua bộtruyền xích của băng tải Cụm mắc xích bậc thang sẽ nhờ vào các băng dẫn hướng vàkhuôn dẫn hướng sẽ dẫn hướng đến con lăn Các con lăn vừa đống vai trò là giá đỡ cáclưới kim loại vừa có chức năng truyền chuyển động làm cho hệ thống băng tải hoạt độngđồng đêu và ổn định

2.2.3 Yêu cầu thiết kế

- Độ bền cao, kết cấu vững chắc

- Thiết kế theo tiêu chuẩn đảm bảo an toàn, thân thiện

- Băng tải phải có kích thước hợp lý, gọn gàng phù hợp với không gian

- Vị trí lắp đặt cần thuận tiện, đảm bảo tính thẩm mĩ

- Sữa chữa, bảo trì dễ dàng, thuận tiện

- Thiết kế phải có tính kinh tế

2.3 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ

2.2.1 Chỉ tiêu về độ tin cậy

Chỉ tiêu độ tin cậy nhằm đánh giá thiết bị có duy trì được tính năng làm việc của

nó hay không Để đánh giá về chỉ tiêu này ta thông qua tần suất hổng hóc bất thường củathiết bị

Từ nhận định trên ta có các biện pháp đảm bảo độ tin cậy như sau:

- Máy càng ít chi tiết thì độ tin cậy càng cao

- Thực hiện nghiêm túc việc bảo trì sữa chữa và thay thế các chi tiết theo đúngthời gian quy định

- Vận hành máy đúng chế độ hiểu về công nghệ đối với người thiết kế máy Quyđịnh đầy đủ các chế độ làm việc của máy và có cơ cấu đảm bảo đúng chế độ đó

- Đảm bảo an toàn cho các cơ cấu hoạt động

2.3.2 Chỉ tiêu về độ chính xác

Chỉ tiêu về độ chính xác có nhiều cách đánh giá:

- Độ chính xác động học: Độ chính xác về tốc độ chuyển động của các xíchtruyền động quan hệ với các thiết bị có yêu cầu tốc độ chuyển động của khâucuối cùng là hằng số, hoặc thay đổi theo quy luật nhất định

- Độ chính xác hình học: Độ chính xác xét đến kết cấu hình học của khâu chấphành về kích thước, kích thước tương quan, hình dáng hình học và hình dánghình học tương quan

- Độ chính xác về ổn định động và động lực học: Tần số dao động riêng, tần sốdao động cưỡng bức và chế độ làm việc khi có tải

Tiêu chuẩn độ chính xác được xây dựng nên dựa trên các cơ sở chủ yếu sau:

- Điều kiện làm việc thực sự của máy: Tiêu chuẩn về độ chính xác cho từng loạimáy hoặc xây dựng tiêu chuẩn cho ngành sản xuất

- Tốc độ truyền động chính: Sai lệch của tốc độ thực so máy tạo ra so với tốc độcần thiết không vượt quá 50%

- Khi nghiên cứu về độ chính xác giúp chúng ta chọn lựa cơ cấu và hình thứcchế tạo máy phù hợp

Nguyên nhân mòn: mòn cơ học, mòn hóa học, mòn do tróc vì mỏi,…

Các biện pháp nâng cao độ bền mòn: bôi trơn, chọn vật liệu chống ma sát,nhiệt luyện tăng độ rắn bề mặt làm việc,…

- Chỉ tiêu độ bề mỏi: độ bền mỏi là khả năng của thiết bị cản lại sự phá hủy mỏi.Đối với mọi kết cấu kim loại, hợp kim nếu thỏa mãn điều kiện mỏi thường thỏamãn độ bền

2.3.4 Chỉ tiêu về độ cứng vững và chỉ tiêu về hệ số sử dụng các phần tử tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa

- Chỉ tiêu về hệ số sử dụng các phần tử tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa:

Tiêu chuẩn hóa là các phần tử có số lượng lớn dùng phổ biến, tổ hợp phần

tử tạo thành một bộ phận máy độc lập Tính tóa tối ưu, tạo ra các kết cấu côngnghệ tối ưu, quy trình chế tạo tối ưu Quy định bắt buộc cho các bộ phận hoặcphần tử đó gọi là tiêu chuẩn Mục đích là để hạ giá thành sản phẩm và giảm thờigian thiết kế, chế tạo Còn thống nhất hóa các phần tử được dùng thường xuyênlâu dài cho một ngành hoặc một lĩnh vực nào đó

2.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Hệ truyền động băng tải vận chuyển người bao gồm động cơ điện, hộp giảm tốc, các

bộ truyền răng, bộ truyền xích

Hộp giảm tốc là cụm chi tiết quan trọng nhất Nó được chia làm 3 loại:

- Bộ truyền bánh răng trụ

- Bộ truyền bánh răng nón

- Bộ truyền bánh vít - trục vít

Các phương án thiết kế:

- Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục, sử dụng bộ truyền ngoài xích

- Hộp giảm tốc hai cấp phân đôi, sử dụng bộ truyền ngoài xích

- Hộp giảm tốc hai cấp côn trụ, sử dụng bộ truyền ngoài xích

- Hộp giảm tốc hai cấp khai triển, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Nguyên tắc hoạt động: Động cơ điện quay, truyền động qua khớp nối đến hộpgiảm tốc, nhờ sự ăn khớp giữa các bánh răng trụ răng thẳng đến bộ truyền xích và làm tảichuyển động.

2.4.1 Phương án 1: Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Hình 2.1: Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục, sử dụng bộ truyền ngoài xích

+ Kết cấu ổ phức tạp, có ổ đỡ bên trong vỏ hộp+ Khó bôi trơn

+ Kích thước chiều rộng hộp lớn

 Với những nhược điểm như trên, cần hạn chế chọn phương án

2.4.2 Phương án 2: Hộp giảm tốc hai cấp phân đôi, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Hình 2.2: Hộp giảm tốc hai cấp phân đôi, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Ưu điểm:

+ Tải trọng phân bố đều, sử dụng hết khả năng tải+ Bánh răng bố trí đối xứng nên sự tập trung ứng suất giảm, mô men xoắn trên các trục trung gian giảm

+ Không có hiện tượng trượt như truyền đai

Nhược điểm:

+ Có kích thước bề rộng lớn+ Cấu tạo các bộ phận phức tạp+ Nhiều các chi tiết và khối lượng gia công tăng+ Làm việc ồn do có truyền động bằng xích, mắc xích dễ mòn

2.4.3 Phương án 3: Hộp giảm tốc hai cấp côn trụ, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Hình 2.3: Hộp giảm tốc hai cấp côn trụ, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Ưu điểm:

+ Có chuyển động bằng xích nên tỉ số truyền cao hơn truyền động bằng đai

và có thể làm việc được khi quá tải

+ Tỉ số truyền của hộp giảm tốc từ 8 – 12

Nhược điểm:

+ Giá thành chế tạo đắt+ Lắp ghép khó khắn+ Khối lượng và kích thước lớn hơn so với việc dùng bánh răng trụ

+ Sử dụng truyền xích nên dễ bị mòn, ồn ào khi làm việc

2.4.4 Phương án 4: Hộp giảm tốc hai cấp khai triển, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Hình 2.4: Hộp giảm tốc hai cấp khai triển, sử dụng bộ truyền ngoài xích

Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản+ Sử dụng truyền xích thì không có hiện tượng trượt khi truyền động, hiệusuất cao hơn so với truyền đai, không đòi hỏi căng xích, có thể làm việc khi

có tải đột ngột+ Tỷ số truyền hộp giảm tốc giảm từ 8-40

 Có nhiều ưu điểm nên ngày nay vẫn được sử dụng rộng rãi

+ Mắc xích dễ bị mòn, gây tải trọng động phụ, ồn khi làm việc

Như vậy, qua phân tích ưu nhược điểm của các phương án, ta chọn cách thiết kếtheo phương án 4: Hộp giảm tốc hai cấp khai triển, sử dụng bộ truyền ngoài xích

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY, TÍNH TOÁN CÁC KẾT

CẤU CHÍNH CỦA MÁY

3.1 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC

3.1.1 Tính toán các thông số băng thang

Băng thang chuyển động luân phiên liên tục nhờ vào sự ăn khớp của các mắc xích bậc thang với tang băng thang theo kiểu ăn khớp xích con lăn Do đó các thông số của băng thang được tính dựa theo kiểu truyền động xích

Ta chọn bước mắc xích thang: tt = 300mm theo tiêu chuẩn bước thang của hãng Hitachi

a) Khoảng cách sơ bộ giữa hai tang của băng

Độ dài làm việc của băng thang theo yêu cầu: L = 8000mm

Để đảm bảo an toàn và thẩm mỹ, ta chọn khoảng cách từ bước thang làm việc đến tâm thang là 1m Vậy ta có khảng cách D giữa 2 tang băng thang:

2 1 2 300 8000 1200 9200 ( )

b) Đường kính vòng chia của tang băng

Do tang của 2 băng thang có cùng số răng và kích thước nên ta chỉ cần tính cho tang Ta chọn chế độ làm việc cứ 4 răng trên tang băng sẽ ăn khớp với một mắc xích thang

Tính đường kính vòng chia của tang băng thang:

'180sin

t ct

t

t d

t

t    mm

Ztlà số răng của tang băng

Số răng tang băng càng ít thì mắc xích băng thang càng bị mòn nhanh, tăng va đặp, làm việc ồn Dựa vào bảng 6-3 trang 105 sách Thiết kế chi tiết máy, chọn số răng cho tang băng ứng với tỷ số truyền bằng 1 ta có Zt = 36 Áp dụng ta có đường kính vòng chia tang băng:

75 75

sin(5)36

180 sin

c) Công suất trên băng thang

Với chiều dài băng thang L = 80m, bề rộng B = 1,2m, tính trung bình mỗi người đứng cách nhau 1m theo chiều dài, vậy số người tối đa (N) có thể đứng trên băng thang:

80801

n

L N d

(người)Khối lượng trung bình mỗi người là 55kg, vậy tải trọng tối đa (Pmax) tác động lên băng tải:

max 55 80 55 9.8 43120 ( )

P    N g    N với: g = 9.8 m/s2Công suất trên băng thang (N):

Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết: ct

N N

2 40.96 0.97 0.99 1 0.868

ct

N N

dc t

n i n

nt: là số vòng quay của băng

Mà i i i  x bn i bt

Trong đó: ix: tỷ số truyền của bộ truyền xích

ibn: tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng nghiêng cấp nhanh

ibt: tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng nghiêng cấp chậmChọn trước ix = 2

8,35 2

bn bt

i i

Để đảm bảo việc bôi trơn bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng

phương pháp ngâm dầu được tốt nhất ta chọn: i bn (1, 2 1,3) i bt

b) Định số răng của đĩa xích:

Số răng của đĩa xích càng ít thì xích càng bị mòn nhanh, va đập của mắt xích vàođĩa răng càng tăng và xích làm việc càng ồn Do đó cần hạn chế số răng nhỏ nhất củaxích Tra bảng B6-3 [TKCTM] với tỉ số truyền ix = 2 ta chọn số răng đĩa nhỏ Z1 =27 răng

Vậy số răng đĩa lớn Z2 i Z x 1  2 27 54 (răng)

c) Định chọn bước xích

Bước xích t được chọn theo điều kiện hạn chế áp suất sinh ra trong bản lề và số vòng quay trong 1 phút của đĩa xích phải nhỏ hơn số vòng quay giới hạn Để tìm bước xích t ta xác định hệ số điều kiện:

1, 2 0,8 1 1, 25 0,8 1, 45 1,392

d A o dc b c

k k k k k k k

Trong đó: kd = 1,2 hệ số xét đến tính chất của tải trọng va đập

kA = 0,8 hệ số xét đến chiều dài xích với A(60 80) t

ko = 1 hệ số xét đến cách bố trí truyền

kdc = 1,25 hệ số xét đến khả năng chỉnh lực căng xích

kb = 0,8 hệ số xét đến điều kiện bôi trơn liên tục

kc = 1,45 hệ số làm việc của bộ truyền, 3 ca

Hệ số răng đĩa dẫn:

1 1

250,92627

o Z

Z k Z

Hệ số vòng quay đĩa dẫn:

1 1

500,56888

o n

n k n

Zo1 = 25 và no1 = 50 là số răng và số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở

Vậy công suất tính toán bộ truyền xích với bộ truyền cơ sở:

87,68 1,392 0,962 0,568

e) Đường kính vòng chia của đĩa xích

Đường kính vòng chia đĩa dẫn:

3.2.2 Thiết kế bộ truyền răng cấp nhanh (bộ truyền bánh răng nghiêng)

a) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa đường kính phôi 100-300mm, theo bảng 3-8 [TKCTM]:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Ta có chu kỳ làm việc của bánh răng lớn xác định theo công thức:

Mi : Mômen xoắn

Mmax : Mômen xoắn lớn nhất tác dụng lên bộ truyền.

ni : số vòng quay trong một phút của bánh răng

Ti : Tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i

Với Ti = 10x360x3x8 = 86400 (giờ)

max

394747,7

0, 219030545,5

Ứng suất cho phép của bánh răng được xác định theo công thức:

 

1(1, 4 1,6)

Trong đó: n = 1,5 Hệ số an toàn bánh răng bằng thép rèn, thường hóa

K=1,8 Hệ số tập trung ứng xuất chân răng

2

1,05 10( 1)

A tx

n2 = 230 Số vòng quay bánh răng bị dẫn vg/ph

K = 1,3 Hệ số tải trọng

A

  Hệ số chiều rộng bánh răng' 1, 2

  Hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng

f) Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng của bánh răng trụ được xác định theo [CT 3–17(tr 46 – TKCTM)]:

Suy ra: 1

120

0,63190,5

d

b d

n

m b





với cấp chính xác 8, vận tốc v < 8m/s,tra bảng [3-14] TKCTM) tìm được Kd = 1,3

Vì A không chênh lệch nhiều so với sơ bộ nên vẫn chọn A = 400mm

h) Xác định môđun (m n ) ,số răng (z) ,chiều rộng bánh răng (b) và góc nghiêng của bánh răng ( β ):

- Giá trị môđun xác định theo khoảng cách trục [ CT 3 – 22 (tr 49 – TKCTM )]:

i) Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

- Số răng tương đương bánh nhỏ:

1

37

39 cos 0,975

td

Z Z

td

Z Z

Công thức kiểm nghiệm sức bền uốn của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng:

Kiểm nghiệm sức bền uốn trên bánh răng nhỏ

Vậy điều kiện được thỏa mãn

k) Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

Hệ số quá tải:

qt qt

M K M



Với: M: Mômen xoắn danh nghĩa

Mqt: Mômen xoắn quá tải

Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc lớn nhất sinh ra theo công thức:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải đối với bánh răng bằng thép, HB ≤ 350 được xác định theo công thức:

Vậy các điều kiện đều được thỏa mãn

m) Các thông số chủ yếu của bộ truyền

- Môđun pháp mn = 5

- Môđun pháp

5 5,128 cos 0,975

n s

m m

Lực tác dụng lên bánh răng được chia làm ba phần: Lực vòng (P) ; Lực dọc trục (Pa) ; lực hướng tâm (Pr) Giá trị các lực được xác định theo [CT 3 – 49 (tr 54-TKCTM)]:

- Lực vòng:

3 1

13561, 4 ( )189,7

I c

Hình 3.1: Sơ đồ biểu diễn lực tác dụng lên bánh răng

3.2.3 Thiết kế bộ truyền răng cấp chậm (bộ truyền bánh răng thẳng)

a) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa đường kính phôi 100-300mm, theo bảng 3-8 [TKCTM]:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Ta có chu kỳ làm việc của bánh răng lớn xác định theo công thức:

Mi : Mômen xoắn

Mmax : Mômen xoắn lớn nhất tác dụng lên bộ truyền

ni : số vòng quay trong một phút của bánh răng

Ti : Tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i

Ti : Tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ i

Với Ti = 10x360x3x8 = 86400 (giờ)

max

9908125

0,5219030545,5