THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG xích tải

Hệ thống dẫn động xích tải gồm: Động cơ điện; 2 Bộ truyền đai thang; 3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 1 cấp ; 4 Nối trục đàn hồi; 5 Bộ phận công tác (Xích tải) . Số liệu thiết kế: Lực vòng trên xích tải F(N) = 4000 Vận tốc xích tải v(ms) = 3,25 Số răng đĩa xích tải dẫn Z(răng) = 9 Bước xích tải P(mm) = 120 Thời gian phục vụ L (năm) = 4 Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ. (1 năm  300 ngày, 1 ca  8 tiếng) Sai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu ≤ ±3%

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY  BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ HỌC MÁY ĐỀ SỐ 1:THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHƯƠNG ÁN SỐ 03 GVHD: Họ tên: MSSV: Vũ Phan Như Thiện Nguyễn Đào Công Duy ĐỀ BÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ nghiêng cấp ; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Bộ phận cơng tác (Xích tải) Số liệu thiết kế: Lực vòng xích tải F(N) = 4000 Vận tốc xích tải v(m/s) = 3,25 Số đĩa xích tải dẫn Z(răng) = Bước xích tải P(mm) = 120 Thời gian phục vụ L (năm) = Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ (1 năm  300 ngày, ca  tiếng) Sai số vòng quay trục máy công tác so với yêu cầu Ứng suất tiếp xúc vật liệu chế tạo bánh Ứng suất uốn vật liệu chế tạo bánh []H = 480MPa []F = 240MPa Ứng suất mỏi uốn vật liệu chế tạo bánh []-1F = 70 MPa Độ rắn vật liệu chế tạo bánh HB = 220 Bộ truyền đai thang ( số 2) đặt nằm ngang CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện Công suất làm việc động cơ: - Hệ suất chung hệ thống : Ŋch = ŋđŋbrŋkŋol3 Theo bảng 3.3 ( giáo trình sở thiết kế máy), ta chọn ŋđ = 0,96 ; ŋbr = 0,98 ; ŋk = ; ŋol = 0,995 ŋch = 0,960,9810,9953 = 0,927 - Công suất cần thiết động cơ: Pđc = = = 14,02 kW Chọn động Theo bảng 3.2 ( giáo trình sở thiết kế máy), ta chọn Ud = (vì đai thang), Ubr = (vì bánh trụ hộp giảm tốc cấp) - Tỉ số truyền toàn hệ thống: Uch = Ud Ubr = 4x3 = 12 Số vòng quay trục xích tải: nlv = = = 180,5 v/ph Số vòng quay dự kiến động cơ: nđc = nlv Uch = 180,512 =2166 v/ph Căn theo Pđc nđc, ta chọn động điện 4A160S4Y3 với nđc = 1460 v/ph , Pđc =30kW Phân phối tỉ số truyền: - Tỉ số truyền toàn hệ thống: Uch = Ud Ubr = = = 8,82 Do Ud=4 ,Ubr= = = 2,2 ( thỏa điều kiện Ubr ) - Cơng suất trục dẫn xích tải : Plv = 26 kW Công suất trục II HGT: PII = = = 26,26 kW Công suất trục I HGT: PI = = = 26,93 kW Công suất trục động cơ: Pđc = = = 28,05 kW Theo thơng số vừa chọn, ta có bảng đặc tính ký thuật sau: Trục Cơng suất P(kW) Tỉ số truyền Số vòng quay n(v/ph) Moment xoắn T(N.mm) Với T=9,55x106x Trục động 28,05 Ud=4 1470 Trục I HGT Trục II HGT 26,93 26,26 Ubr=2,2 367.5 167 182229 699814 1501695 Trục dẫn xích tải 26 Uk=1 167 1486826 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Thơng số ban đầu thiết kế truyền đai thang - Theo bảng số liệu từ chương I, ta có : - + Thônng số đầu vào: P1=28,05 kW, n1=1470v/ph , T1=182229N.mm,Ud=4 + Theo hình 4.22 (giáo trình sở thiết kế máy) => chọn đai thang loại C Theo bảng 4.3(giáo trình sở thiết kế máy) => bp=19mm, bo=22mm , h=13,5mm , yo=4,8mm , A= 230mm2 , L=180010600 , dmin = 200400mm Trình tự thiết kế: *Tính d1 - Ta có dmin = 250mm => d1=1,2dmin = 1,2200=240mm => chọn d1 theo tiêu chuẩn: d1=250mm *Vận tốc dòng v1= = = 19,24(m/s) < [v]=25m/s => chấp nhận d1=250mm *Tính d2 - Chọn ξ= 0,02 => d2=Udd1(1ξ) = 4250(10,02)=980mm => chọn d2 theo tiêu chuẩn d2=1000mm *Chọn sơ khoảng cách trục a Vì Ud=4 nên chọn khoảng cách trục sơ a=0,95d2=0,951000=950mm *Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục - Ta có: 2(d1+d2) a 0,55(d1+d2) +h => 2(250+1000) a 0,55(250+1000) + 13,5 => 2500 a 701 => a thỏa điều kiện *Tính tỉ số truyền xác U== =4,08 *Tính chiều dài đai L theo a sơ L=2a + + = 2950 + + = 4012mm Theo tiêu chuẩn, ta chọn L=5000mm *Tính xác lại a theo L tiêu chuẩn a= = = 1470mm *Kiểm tra số vòng chạy giây i = = =3,85 l/s < [i]=5 l/s Do điều kiện thỏa *Góc ơm đai = 18057= 180-57= 150,9o > 120o => d1, d2, a thỏa điều kiện cho phép *Tính số đai Z Z - P1=28,05 kW Theo bảng 4.8(giáo trình sở thiết kế máy, ta chọn [Po]=8,99 d=250mm, Lo=3750mm, v=19,24m/s đai loại C Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai: C = 1,24(1)=1,24(1)=0,93 Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc: Cv=1-0,05(0,01v2-1)=1-0,05(0,0119,242-1)=0,86 Hệ số xét đến ảnh hường số dây đai Cz ta chọn sơ Cz=0,9 ( giả sử Z=(4 6)) Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền U: Cu=1,14 Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng: Cr=0,7 (vì tải va đập nhẹ,làm việc ca) Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai: CL = = = 1,05 Vậy số dây đai: Z = 5,17 => ta chọn Z= ( thỏa giả sử ) *Tính chiều rộng đường kính ngồi bánh đai - Chiều rộng bánh đai: B=(Z-1)e+2f = (6-1) 25,5 + 17=162mm (tra bảng 4.4 giáo trình sở thiết kế máy) Đường kính ngồi bánh đai: da=d + 2ho =200+2 5,7=211mm( trang 63 tài liệu elearning) *Tính lực tác dụng lên trục: - Lực căng đai ban đầu: Fo=ZA [o] =5 230 1,5=1725N Lực tác dụng lên trục: Fr = 2Fosin(1/2) = 1725 sin(150,9o/2) = 3339N Thông số truyền đai thang: P1(kW) 28,05 Z n1 (v/ph) 1470 d1(mm) 250 F0(N) 1725 d2(mm) 1000 Fr(N) 3339 a(mm) 950 (độ) 150,9 L(mm) 5000 U B(mm) 162 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG Thông số ban đầu: - Công suất truyền P1=26,93 kW Số vòng quay trục dẫn n1=367,5v/ph Tỉ số truyền u=2,2 Moment xoắn T1=699814 N.mm Ứng suất tiếp xúc vật liệu chế tạo bánh []H= 480MPa Ứng suất uốn vật liệu chế tạo bánh []F = 240MPa Trình tự thiết kế: *Khoảng cách trục a: a43(u+1) - Do HB = 220 chọn Z = 50 *Số bánh lớn Z2 = uZ1 = 2,250 = 110 => chọn Z2=110 *Kiểm tra lại số vòng quay trục xích tải nmtt= = = 163,7v/ph *Sai số so với số vòng mong muốn n= = = 1,8% < [n]=3% *Góc nghiêng = ) = = 16,86o ( = 16o52’31,8’’) *Bề rộng bánh b = ψba a = 0,4 209 = 83,6 mm => chọn b=84 mm *Đường kính vòng chia bánh nhỏ d1= = = 130,6 mm *Đường kính vòng chia bánh lớn d2= = = 287,4 mm *Khoảng cách trục a = = 209 mm *Kiểm nghiệm ứng suất  Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc - Ứng suất tiêp xúc mặt răng: OH = []H Với ZM= 275 (do vật liệu bánh làm thép ) - ZH= = = 1,73 Z = = = 0,75 Với = (1,88 3,2.()).cos= (1,88 3,2.()).cos = 1,77 Hệ số tải trọng tính: KH= KHKHVKH + Lập tỉ số ψbd = = = 0,64 + Tra bảng 6.4( giáo trình sở thiết kế máy) với ψbd = 0,64 , bánh lắp đối xứng ổ trục HB=220 => KH = 1,01 + Vận tốc vòng v=== 2,5 m/s + Căn vào vận tốc vòng v=2,5m/s , tra bảng 6.3 ( giáo trình sở thiết kế máy) => chọn cấp xác + Căn vào cấp xá , vận tốc vòng v=2,5m/s HB=220 => tra bảng 6.6( giáo trình sở thiết kế máy) => KHV=1,05 + Căn vào vận tốc vòng v=2,5m/s cấp xác =>Tra bảng 6.11(giáo trình sở thiết kế máy) => KH= 1,13 => KH = 1,01 1,13 = 1,2 + Tỉ số truyền u= = = 2,2 Ứng suất tiếp xúc bề mặt răng: OH = = 466 Vậy OH = 466 MPa < []H = 480 MPa nên bánh đủ bền tiếp xúc  Kiểm nghiệm ứng suất uốn - Hệ số tải trọng chính: KF=KFKFVKF + Tra bảng 6.4(giáo trình sở thiết kế máy) với ψbd = 0,64 , bánh lắp đối xứng ổ trục HB=220 => KF = 1,02 + Căn vào cấp xác 9, HB=220 vận tốc dòng v=2,5 m/s => tra bảng 6.6(giáo trình sở thiết kế máy) => KFV=1,11 + KF = = = KF=1,021 = 1,13 - Số tương đương: Ztd1= = = 57,04 Ztd2= = = 125,5 - Hệ số dạng răng: YF1= 3,47 + = 3,47 + = 3,7 YF2= 3,47 + = 3,47 + = 3,58 - Hệ số xét đến ảnh hưởng trùng khớp ngang 0.565 - Hệ số xét đến ảnh hưởng góc nghiêng với - Lực vòng bánh dẫn: - Lập tỉ số Vì ta tính cho bánh dẫn Ứng suất uốn tiết diện nguy hiểm: - Vì nên bánh đủ bền uốn Các thơng số hình học chủ yếu truyền bánh răng: Khoảng cách trục a = 209mm Mô đun pháp mn = 2,5 mm Số Z1 = 50 Góc nghiêng β = 16,86o Đường kính vòng chia: d1 = 130,6 mm Đường kính vòng đỉnh răng: Z2 = 110 d2 = 287,4 mm da1 = d1+2.mn = 130,6 + 2=135,6 mm da2 = d2+2.mn =287,4 + = 292,4 mm Đường kính vòng chân răng: di1 = d1-2.5mn= 130,6 – 2.5 = 124,35 mm di2 = d2-2.5mn= 287,4 – 2.5 = 281,15 mm Bề rộng bánh b1= 84 mm b2= 80 mm Lực ăn khớp Lực vòng: Lực dọc trục: Lực hướng tâm: CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC Thông số ban đầu: - Lực tác dụng lên trục Fr=3339 N - Lực vòng Ft1 = Ft2= 10717 N Lực dọc trục Fa1 = Fa2 = 3248 N Lực hướng tâm Fr1 = Fr2 = 4076 N Moment xoắn T1=699814 N.mm Ứng suất mỏi uốn vật liệu chế tạo trục []-1F= 70MPa Đường kính vòng chia bánh nhỏ d1=130,6 mm Đường kính vòng chia bánh lớn d2=287,4 mm Vẽ sơ đồ trục: Sơ đồ chọn chiều dài trục : Sơ đồ phân tích lực tác động lên trục : Thiết kế trục I: *Chọn kích thước chiều dài trục Bđai = 162 mm; Bbánhrăng = 84 mm; Chọn sơ Bổlăn =20 mm 75 mm *Thay trục dầm sức bền: 75mm 116mm N.mm *Tính phản lực gối tựa : - Trong mặt phẳng thẳng đứng yz, phương trình cân moment điểm A: ⅀MXA N - Phương trình cân lực theo phương Y : ⅀Fy  - Trọng mặt phẳng nằm ngang xz, phương trình cân moment điểm A: ⅀MYA N - Phương trình cân lực theo phương X : ⅀Fx N * Vẽ biểu đồ nội lực : - Biểu đồ momen mặt phẳng đứng MX(N.mm) : 452559 N.mm 240465N.mmmm 387324N.mm Mx - Biểu đồ momen mặt phẳng ngang MY(N.mm) 401887,5 N.mm My - Biểu đồ momen xoắn T (Nmm) : T 699814 699814 *Tính momen tương đương tiết diện nguy hiểm : - Tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh = 856520,83 Nmm *Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm : Do tiết diện nguy hiểm có lắp then nên d=5%49,65+49,65=52,13 mm chọn d=55mm Thiết kế trục II: *Chọn kích thước chiều dài trục Bđai = 162 mm; Bbánhrăng = 84 mm; Chọn sơ Bổlăn =20 mm 75 mm 75mm *Thay trục dầm sức bền: Ma2 T2 A RAX RAY T2 Ft2 Fr2 B RBX RBy N.mm *Tính phản lực gối tựa : - Trong mặt phẳng thẳng đứng yz, phương trình cân moment điểm A: ⅀MXA N - Phương trình cân lực theo phương Y : ⅀Fy  - Trọng mặt phẳng nằm ngang xz, phương trình cân moment điểm A: ⅀MYA N - Phương trình cân lực theo phương X : ⅀Fx N * Vẽ biểu đồ nội lực : - Biểu đồ momen mặt phẳng đứng MX(N.mm) : 80518,8 N.mm + Mx 386218,8 N.mm - Biểu đồ momen mặt phẳng ngang MY(N.mm) My 401887,5N.mm - Biểu đồ momen xoắn T (Nmm) : 1501695 N.mm T *Tính momen tương đương tiết diện nguy hiểm : - Tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh = 1414918,524 Nmm *Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm : Do tiết diện nguy hiểm có lắp then nên d=5%58,69+58,69=61,62 mm chọn d=65mm CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ Ổ LĂN Thông số ban đầu: - Trên trục I: RAX = RBX = 5358,5 N RAY = 3206,2 N RBY = 2469,2 N Trên trục II: RAX = RBX = 5358,5 N RAY = 5149,584 N RBY = 1073,584 N Thiết kế ổ trục I : - Lực hướng tâm tác dụng lên ổ trục A : - Lực hướng tâm tác động lên ổ trục B : - Lực dọc trục Fa1 hướng vào ổ trục B : Lập tỉ số Vậy ta chọn ổ bị đỡ chặn dãy.Theo bảng tra , ngõng trục trục theo phần tính trục có d=40, chọn ổ loại 46X08 có có α = 260 ổ loại 66407 46308 Ký hiệu 46108 46208 C(kN) 14.6 28.9 39.2 C0(kN) 11.3 27.1 30.7 Theo bảng 11.3 tài liệu [1] ta có e = 0.68 Lắp kiểu chữ “O”.Lực dọc trục : Tổng lực dọc trục tác dụng ổ A =1317.41N Vì nên chọn lại N Lập tỉ số: Vậy X=1 Y=0 Tải trọng tương đương ổ A : với Tổng lực dọc trục tác dụng ổ B: Lập tỉ số : Vậy X=0.41 Y=0.87 Tải trọng tương đương ổ B : Do QB>QA nên ta tính cho ổ B Vì ổ bi nên m=3 Tuổi thọ ổ : L = = 524.88 triệu vòng Hệ số khả tải động : Chọn ổ 46308 có C=39.2kN >Ctt Kiểm tra khả tải tĩnh.Tra bảng ta có X0=0.5; Y0= 0.37 < CO= 30.7 Vậy ổ đủ bền tĩnh HẾT ... BÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Hệ thống dẫn động xích tải gồm: 1- Động điện; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ nghiêng cấp ; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Bộ phận cơng tác (Xích. .. đàn hồi; 5- Bộ phận cơng tác (Xích tải) Số liệu thiết kế: Lực vòng xích tải F(N) = 4000 Vận tốc xích tải v(m/s) = 3,25 Số đĩa xích tải dẫn Z(răng) = Bước xích tải P(mm) = 120 Thời gian phục vụ... CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện Công suất làm việc động cơ: - Hệ suất chung hệ thống : Ŋch = ŋđŋbrŋkŋol3 Theo bảng 3.3 ( giáo trình sở thiết kế máy), ta chọn