Đồ án môn học cơ sở thiết kế máy tính toán thiết kế hệ dẫn động băng tải sử dụng động cơ điện dẫn động qua các bộ truyền dai, hộp giảm tốc, bộ truền xích, sau đó tới băng tải tài liệu tham khảo 1 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ,tập một. Tác giả: PGS. TS Trịnh Chất, TS. Lê Văn Uyển – Nhà xuất bản Giáo dục 2003. 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ,tập hai. Tác giả: PGS. TS Trịnh Chất, TS. Lê Văn Uyển – Nhà xuất bản Giáo dục 2003. 3 Thiết kế Chi tiết máy. Tác giả: Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm – Nhà xuất bản Giáo dục 2005. 4 Đề cương bài giảng Chi tiết máy. Thầy giáo: Trần Thế Văn – Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên 2011. 5 Vẽ kỹ thuật Cơ khí, tập 1. Tác giả: Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ – Nhà xuất bản Giáo dục 2007. 6 Vẽ kỹ thuật Cơ khí, tập 2. Tác giả: Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ – Nhà xuất bản Giáo dục 2007. 7 Dung sai lắp ghép. Tác giả:PGS .TS. Ninh Đức Tốn ,TS. Nguyễn Trọng Hựng,Th. Nguyễn Thị Cẩm Tỳ– Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I.1-Chọn kiểu loại động 1) Công suất làm việc Công suất làm việc động xác định theo công thức (CT) 2.11 tài li ệu [I] (kW) Trong : Plv : Là cơng suất trục tang quay P: lực kéo băng tải , F= 3250 (N) V: vận tốc băng tải , V=1,85 (m/s) 2) Công suất tương đương Công suất tương đương động theo CT 2.14 [I] : GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Trong đó: Hệ số xét đến thay đổi tải trọng không Từ sơ đồ tải trọng ta có: Mơ men tác dụng lên tải Tmax =1,4 M T1 = M T2 = 0,8 M T3= 0,3 M Thời gian tác dụng tmax = s t1= h t2= h t3 = h (Do thời gian từ T đến Tmax 2s nhỏ, coi nh khơng có ) => Tmax =T1 Suy : Ptđ = 6,01 = 4,60 ( kW ) Công suất cần thiết trục động Theo công thức [2.8] tài liệu TKDĐCK [I]: Đối với trường hợp tải trọng thay đổi ( Kw ) Trong đó: Pct : cơng suất cần thiết động ( Kw) GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY : hiệu xuất chuyền động tồn hệ thống Theo cơng thức [2.9] tài liệu TKDĐCK [I]: Tra bảng 2.3 =0,95 – 0,96 : hiệu xuất truyền đai ( để hở ) =0 96 – 0.98 : hiệu xuất truyền bánh trụ (được che kín) =0,95 – 0,97 : hiệu xuất truyền xích ( để hở ) =0.99 - 0.995 : hiệu xuất cặp ổ lăn (được che kín) Chọn thơng số : = 0.95 = 0.96 = 0,95 = 0.99 Vậy ta có: = 0,95.0,95.0,96.(0,99)3 = 0,84 Như công suất cần thiết trục động : I.1.2 Xác định số vòng quay sơ động Xác định số vòng quay sơ động c theo CT 2.18 [I] : nsb = nlv.usb Trong đó: + n lv : Là số vòng quay trục cơng tác (v/p) GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ khác: ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY + u tsb :Tỷ số sơ truyền hệ dẫn động M ặt + n lv xác định CT 2.17 [I] : nlv = Trong đó: v v ận t ốc c băng t ải; v = 1,85 m/s D đ ường kính băng t ải; D = 520 mm => nlv = ≈ 67,98 (v/p) + u tsb xác định CT 2.15 [I] : Ta có: utsb = uđsb.ubrsb.uxsb Ch ọn theo bảng 2.4[I] : uđsb :Tỉ số truyền truyền đai :2-4 ubrsb:Tỉ số truyền truyền bánh trụ: 3-5 (1 cấp ) uxsb :Tỉ số truyền truyền xích : 2-5 Do đường kính bánh đai truyền đai tiêu chuẩn hóa ,do để tránh cho sai lệch tỉ số truyền không giá trị cho phép (≤ 4%) nên chọn ud theo dãy số sau: 2; 2,24 ; 2,5 ;2,8 ; 3,15 ; 3,56 ; ; 4,5 ; Chọn tỉ số truyền sau: uđsb = 3,56 , ubrsb = , uxsb = => utsb = 3,56 = 42,72 Vậy: nsb = 67,98 42,72 = 2904,11 (v/p) I.1.3 Chọn động Điều kiện chọn động : ≈ n sb GVHD SVTH: ≥ P ct ≥ 5,5 (kW) ≈ 2904,11 (v/p) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY ,4 Tra bảng P1.3 TKDDCK [I] Ta chọn động phù h ợp v ới điều ki ện Bảng 1.1Bảng số liệu động cơ: Kiểu động K132M2 Công suất (kW) 5,5 Vận tốc Cos η% quay (vòng/phú t) 50Hz 2900 0,93 85,0 7,0 I.2 Phân phối tỷ số truyền Tỉ số truyền hệ dẫn động :( uht ) Tỉ số truyền uht tính theo CT 3.23 [I] : uht = = 42,66 Chọn theo bảng 2.4 [I] : Chọn tỷ số truyền truyền bánh : u br = Chọn tỷ số truyền truyền đai : uđ = 3,56 Tỷ số truyền truyền xích: GVHD SVTH: 2,2 ФD (mm ) Khối lượng(kg ) 32 73 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Suy : ux = = Thỏa mãn : 25 I.3 Tính thơng số động học hệ thống I.3.1.Công suất trục Ta có : Cơng suất trục động : Pđc= Pct = 5,5 (kW ) Công suất trục I : PI = Pđc = 5,5 / (0,95 0,99) = 5,85 (kW) Công suất trục II: PII = PI = 5,85 / (0,96 0,99) = 6,16 (kW) Công suất trục làm việc : Plv = P2 = 6,16 / (0,95 0,99) = 6,55 (kW) I.3.2.Tính số vòng quay trục : -Trục động : -Số vòng quay trục I : Trục I -Số vòng quay trục II : GVHD SVTH: nđc = 1445 (v/p) : nI = = = 814,61 (v/p) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Trục II : nII = = = 203,65 (v/p) -Số vòng quay làm việc : Trục làm việc : nlv = = = 67,88 (v/p) I.3.3.Mô men xoắn trục Ti=9,55.106 Trục động : Tđc = 9,55 106 = 9,55.106 = 18112,07 (Nmm) PI Trục I :TI = 9,55.106 nI =9,55.106 = 68581,90 (Nmm) PII Trục II :TII = 9,55.106 nII = 9,55.106 = 288868,16 (Nmm) Plv Trục LV :Tlv =9,55.106 nlv = 9,55.106 = 921515,91 (Nmm) BẢNG 1.2: THÔNG SỐ CÁC TRỤC LÀM VIỆC CỦA CƠ CẤU Trục Động I II III 5,5 5,85 6,16 6,55 Thông số Công suất P, kW Tỷ số truyền u GVHD SVTH: Uđ = 3,56 Ubr = Ux = TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ Số vòng quay n, vg/ph Mơ mem xoắn T, (Nmm) ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 2900 814,61 203,65 67,88 18112,07 68581,90 288868,16 921515,91 PHẦN II : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Bộ truyền đai 2.1 Chọn tiết diện đai 2.2.1 Thông số đầu vào Công suất trục chủ động ( trục bánh đai nhỏ ) : P1= Pđc =5,5 ( Kw) Tốc độ quay bánh đai nhỏ : n1=nđc = 2900 ( v/p) Momen xoắn trục chủ động : T1=Tđc = 18112,07 Nmm 2.2.2 Chọn loại đai Với : Công suất truyền đai : P1=5,5 ( Kw) Số vòng quay trục chủ động : n1=2900 ( v/p) – Theo hình 4.1[I]-T59.Ta chọn tiết diện đai hình thang loại A Dựa vào bảng: 4.13[I]-T59 Ta chọn loại thang thường Theo , thơng số kích thước đai thang thường loại A sau : Loại đai Kích thước tiết diện đai, mm bt GVHD SVTH: b h y0 Diện tích tiết diện Đường kính Chiều dài giới bánh đai hạn l,mm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ A 11 13 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY A,mm2 nhỏ d1, mm2 81 100-200 2,8 560-4000 2.2 Tính thơng số hình học 2.2.1 Xác định đường kính đai a Đường kính bánh đai chủ động: Theo bảng 4.21/t63/q1 chọn đường kính bánh đai nhỏ d1=100 mm theo A tiêu chuẩn Vận tốc đai : v = = =15,18 (m/s) v =15,18 (m/s) < vmax = 25 (m/s) ( thỏa mãn ) b Đường kính bánh đai bị động: Theo cơng thức: CT4.2[I]-T53, ta có đường kính bánh đai lớn: d2= uđ.d1.(1-) Trong : uđ = 3,56 : tỷ số truyền truyền đai Hệ số trượt truyền đai = 0,02 d2= 3,56.100.(1- 0,02) = 348,88 mm Dựa vào bảng: 4.21[I]-T63, ta có: d2=355 mm chọn theo tiêu chuẩn Tỷ số truyền truyền đai thực tế : ut t = = = 2,87 Sai số tỉ số truyền: GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Δu = 100% = 100% =2,5 % < 4%(thoả mãn) 2.2.2 Xác định khoảng cách trục sơ bộ: – Dựa vào bảng: 4.14[I]-T60, ta có: /2 = 0,975 Vậy ta có : a = uđ = 0,975 355 = 346,13 (mm) Giá trị a phải thỏa mãn điều kiện sau: 0.55.(d1+d2) +h ≤ a ≤ 2.(d1+d2) thay số, ta được: 0,55.( 100+355 ) + 10,5 ≤ a ≤ 2.( 100+355 ) ( h=10,5 dựa vào bảng 4.13[1] ) 260 < a < 910 (thoả mãn) Vậy khoảng cách trục sơ a= 346,13 mm 2.2.3 Xác định chiều dài dây đai L Theo công thức: CT 4.4[I]-54: L = 2a+ + = 346,13 + + = 1453,58 mm Tra bảng 4.13[I]-T59, chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn: L=1600 mm Nghiệm số vòng chạy đai giây Theo công thức: CT 4.15[I]-T60 i= Vậy ta có : i = chọn = (3 5) = (3 5).7 = (21 35) => chọn = 32 Z = (L+B) / (200 300) = (354+194) /200 = 2,74 => Chọn Z= II Một số kết cấu khác liên quan đến cấu tạo vỏ hộp 1- Lỗ móc : Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc ( gia công ,lắp ghép , ) nắp hộp giảm tốc ta tạo lỗ đầu gân nắp - Theo bảng 18.3b [II]-T89 ,có kết trọng lượng gần hộp giảm tốc là: aw = 135 (mm) � Q = 80 (kg) Bu lông -Chọn bu lông nền, bu lông cạnh ổ ,bu lơng ghép mặt bích thân vỏ hộp nắp vỏ hộp , vít lắp ổ -Từ đường kính bu lơng Tra bảng theo TCVN 1889 – 76 ta có kích thước bu lông sau: GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Bảng kích thước bulơng: Bảng P 3.4 [II]-T216: Kích thước bulơng chọn theo TCVN 1889-76 di Đầu bulông Đai ốc thường S D h S D H 16 24 26,8 10 24 26,8 14 12 19 21,1 19 21,1 10 10 17 18,9 17 18,9 8 14 14,4 5,5 14 16,2 6,5 10 11 4,5 10 11 3.Nắp ổ -Công dụng: Che kín ổ, chống bụi bẩn cố định vòng ngồi ổ vỏ hộp - Sử dụng loại: + Loại I: Nắp kín dùng cho đầu trục khơng thò ngồi + Loại II: Nắp ổ thủng có lỗ cho đầu trục xun ngồi GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - Nắp ổ đúc gang xám GX15 -32 Kích thước nắp ổ tra bảng 18.2[II]-T88 Kích thước nắp ổ hộp giảm tốc: Trục D - d ,mm D2 ,mm D3 ,mm h ,mm d4 Z I 62 - 30 75 90 M6 II 90 - 40 110 135 12 M8 GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Chân đế: - Để cố định hộp giảm tốc bệ máy ta làm chân đế đáy hộp Mặt chân đế làm dãy lồi song song Nhằm giảm thời gian gia cơng tạo khả nhiệt lưu thơng khí + Kích thước chiều dài: L = 354 mm + Chiều rộng B mặt chân đế :B = 194 mm + Số bu lông nền: Z = 5.Cửa thăm dầu, nút thông que thăm dầu - Để tiện quan sát hộp giảm tốc đổ dầu vào hộp ta làm cửa thăm dầu đỉnh hộp Cửa thăm đậy nắp nắp có nút thơng GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - Kích thước cửa thăm chọn bảng 18.5[II]-T92 A B A1 B1 C C1 K R Vít SL 100 75 150 100 125 100 87 12 M8x2 Nút thông hơi: - Khi làm việc nhiệt độ tăng lên để giảm áp suất điều hòa khơng khí bên ngồi hộp ta dùng nút thông Nút thông nắp cửa thăm vị trí cao nắp hộp bảng 18-6[II]-T93 Hình dạng kích thước nút thơng A B M27x 15 30 15 45 36 32 GVHD SVTH: C D E G H I K L M N 10 O P 22 Q R S 32 18 36 32 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Nút tháo dầu - Dầu bôi trơn sau thời gian làm việc thường bị bẩn ảnh hưởng đến hiệu việc bôi trơn phải thay dầu , thải dầu cũ Để làm việc cần có nút tháo dầu - Chọn nút tháo dầu trụ Bảng 18-7[II]-T93 Bảng thông số: GVHD SVTH: d b m f L M20x1, 15 28 D 30 S DO 22 25,4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Que thăm dầu - Dùng để đo kiểm tra mức dầu Hình dạng que thăm dầu 6) Chốt định vị côn , vòng phớt ,vòng chặn mỡ a) Chốt định vị Mặt ghép nắp thân nằm mặt phẳng chứa đường tâm trục Lỗ trụ lắp nắp thân hộp gia công đồng thời, để đảm GVHD SVTH: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công lắp ghép, ta dùng chốt định vị, nhờ có chốt định vị xiết bulơng khơng làm biến dạng vòng ngồi ổ Theo bảng 18-4b[II]-T91 GVHD SVTH: Số lượng l d C 40 0,8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY b) Vòng phớt Để bảo vệ ổ khỏi bụi bẩn ngăn tạp chất xâm nhập vào ổ ta chọn hình dáng kích thước phớt sau c) Vòng chắn mỡ Để ngăn mỡ phận ổ với dầu hộp Trong đó: a = mm => a= 6mm b lấy gờ trục GVHD SVTH: ; t = 3mm => t = mm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY PHẦN : VII BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát cơng ma sát giảm mài mòn răng, đảm bảo nhiệt tốt đề phòng tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục phận truyền hộp giảm tốc Bôi trơn hộp giảm tốc * Phương pháp bơi trơn: Vận tốc vòng bánh hộp giảm tốc : v = (.dw1 n1)/60000 = (3,14 54 814,61) /60000 = 2,3 (m/s) -Do vận tốc truyền nhỏ ta bơi trơn truyền ngồi phương pháp ngâm dầu - Bánh làm vật liệu thép có σb1 = 850 Mpa, σb2 = 750Mpa Theo bảng 18.11[II]-T100 ta chọn độ nhớt dầu bôi trơn 186(11)/ 16(2) Dựa vào bảng 18.13 ta chọn loại dầu bơi trơn cơng nghiệp có đặc tính ky thuật sau Tên gọi Dầu tơ máy kéo AK-15 GVHD SVTH: Độ nhớt 500(