Đồ án chi tiết máythiết kế về hệ dẫn động băng tải

Đồ án Chi tiết máy THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CNCK CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Họ Tên: NGUYỄN THẾ CƯỜNG LỚP : Đ3-CĐT ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI G.V HƯỚNG DẪN : TẠ ĐÌNH XUÂN Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page Nhận xét giáo viên …………………………………………………………………………………………… ………………… …………………………………………………………………………………………… ………………… …………………………………………………………………………………………… ………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………… PHẦN I : TÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I) CHỌN ĐỘNG CƠ a) Xác định công suất động Công suất yêu cầu động xác định theo công thức Trong Pct=(kw)= =4.55 (kw) • Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo sơ đồ đề : η = ηbr1.η br2 ηbt3.ηổ lăn.η k Trong đó : ηbr1 hiệu suất bánh trụ nghiêng che kín η br2 hiệu suất của bộ truyền bánh trụ ηbrc hiệu suất của bánh trụ thẳng che kín ηbt3 hiệu śt của bợ truyền đai dẹt, để hở ηổ lăn hiệu suất của một cặp ổ lăn ηk hiệu suất nối trục k : số cặp ổ lăn Tra bảng 2.3[1] ta có: ηbr1 = 0,98; ηbr2 = 0,98; ηbr3 = 0,96;ηk = 1; Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page η ổ lăn= 0,995; ηk= 0,99;n=1 Suy : η = 0.98 x 0.98 x 0.96 x 0,9954 x 0.99 0.894 • Xác định β 2  T1  t1  T2  t2 + ÷  ÷  T  tck  T  tck β= ( 1) 0.6 + ( 0.7 ) 0.4 = với : T1=T T2=0.7T t1 = 0.6tck t2 = 0.4tck • Pyc = Pct β η 4,55.0,892 0,894 = = 4.54 (KW) b) xác định vòng quay sở - số vòng quay sở xác định theo công thức Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page =0.892 η cs= usb.η ct đó η ct số vòng quay trục công tác η ct = =60 000 v/( πD) 60000 1,3 /(3,14 410) = 60,58 (v/p) usb : tỷ số truyền sơ bộ Với usb = Uh Un (Uh =8…40) Vì hợp giảm tốc bánh cấp ta chọn Uh =15 Un =2,2 Suy số vịng quay sơ bợ của đợng nsb= nlv.ut = 60,58 x15x2,2 =1999(v/p)  theo bảng P3.1 phụ lục ([1]/Tr243) ta có thông số của động P=5,5 (kw) n= 2900(v/p) Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT K123M2 η= 85% cos φ m=73 (kg) =0,93 Page Tk Tdm =2.2 II) PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1) Tính lại tỷ số truyền chung Uchung= ndc nct 2900 60,58 = =47,87 Un =Uđai chọn Uđai =2,2 Tỷ số truyền chung cho hộp U chung 47,87 2, U ngồi Uhợp = = =21,75 2) Phân phối tỷ số truyền chung cho hộp Uhộp =U1.U2 U1 cấp nhanh gần động U2 cấp chậm xa động Tra bảng 3.1 [1] Với : Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page U hộp=21,75 U1=5,69 Uh U1 U2= =3,649 U chung 47,87 5,96.3, 649 U hơp Tính lại Uđai = = =2,2 =>> tính số vịng quay trục -Trục I n1= ndc udc = 1999 2.2 =908,6363(v/p) -Trục II n2= n1 u1 908, 6363 5,96 = =152,45(v/p) -Trục III n3= n2 u2 152, 45 3, 649 = Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT = 41,78(v/p) Page CƠNG SUẤT CÁC TRỤC  Cơng śt tính từ trục III trở o công suất trục III là: P3 = Pct ηôlan ηk ηô với ηk ηô P3 = ηôlan =0,995 =1 =0,99 4,55 = 4, 619( kw) 0, 995.1.0,99  o Công suất trục II là: P2 = P3 4, 619 = = 4, 74(kw) ηôlan ηbr 0, 993.0,98 o Công suất trục I là: P1 = P2 4, 74 = ≈ 4,87( kw) ηôlan ηbr1 0,98.0,993 Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page o Công suất trục động là: Pdc = P1 4,87 = ≈ 5,135( kw) ηơlan η br 0,993.0,955 TÍNH MƠ MEN XOẮN TRÊN CÁC TRỤC • Áp dụng cơng thức Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 10 +) TRỤC I L11=L21=245(mm) L13=L22=58,5(mm) L14=L24=186,5(mm) L12=0,5(b0+Lm12)+K3+hn=0,5(17+35)+15+15=56(mm) II) XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN PHẢN LỰC VÀ BIỂU ĐỒ MÔ MEN a) TRỤC I Chọn hệ trục tọa đợ OXYZ hình vẽ : Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 55 Để xác định lực thành phần gối tựa FLxvà FLy ta xét cân mô men mặt phẳng XOY YOZ giá trị sau : Fx13=Fx14=Ft1=1605,6(N) Fy13=Fy14=-Fr1=-823,16(N) Fz13=-Fz14=Fa1=Fa2=1026,82(N) Xét mặt phẳng XOZ ( gối 0) FLX 11 = −1605,6.58,5 − 1605,6.186,5 = −1605,6( N ) 245 ∑ M (F XLi ∑F X1 ) = − FX 13 L13 − FX 14 L14 − FLX 11.L11 = =0 Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 56 FLX 11 = Thay số ta có : −1605,6.58,5 − 1605,6.186,5 = −1605,6( N ) 245 Mặt khác ta có : FLx10= -Fx13 –FLx14 -FLx11=-1605,6-1605,6-(-1605,6)=1605,6(N) FLd10 = FLx2 10 + FLy2 10 = (−1605,6) + (3045) = 3422( N ) FLd11 = FLy2 11 + FLx2 11 = (−639,16) + (−1605,6) = 1728( N ) Xét mặt phẳng YOZ : ∑ M (F ) = F ∑F = YLi y12 L12 + Fy13 L13 + Fy14 L14 − FLy11.L11 = Li10 Thay số ta có : FLy11 = 805.56 + (−823,16.58,5) + (−823,16.186,5) = −639,16( N ) 245 Mặt khác : FLY 10 = FX 13 + FX 14 − FLY 11 − FLY 12 = 1605,6 + 1605,6 + 639,16 − 805 = 3045( N ) Mô mem xoắn M X 13 = M X 14 = Fa d w 1026,82.64,09 = 32904( N ) 2 FLd10 = FLx2 10 + FLy2 10 = ( −1605,6) + (3045) = 3422( N ) FLd11 = FLy2 11 + FLx2 11 = (−639,16)2 + ( −1605,6) = 1728( N ) ⇒ Từ ta có biểu đồ mô men vẽ lại sau : Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 57 Xét Mx : Dùng mặt cắt (1-1);(2-2);(3-3) Mx(1-1)=-Fy12.L12=-805.56=-45080(N) Mx(2-2)=-Fy12(L12+L13)+FLy10.L13+Mx13 =-805(56+58,5)+3045.58,5+32904=118864(N) Mx(3-3) –Mx14 –FLy11.58,5=0 ⇒ Mx(3-3)=1605,6+(-639,16.58,5)=-35785(Nmm) Xét My: My(2-2) –FLX10.58,5=0  My(2-2)= -1605,6.58,5= -93927(Nmm) My(3-3)= FLX11.58,5=93927(Nmm) // biểu đồ mô men trục I b) Trục II trục trung gian chọn tọa đợ hình vẽ : Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 58 Để xác định thành phần lực gối tựa ta xét cân lực mô men mặt phặng XOZ YOZ Fx22=Fx24=1605,6(N) Fy22=Fy24=823,16(N) Fx23= -4801,8(N) Fy23=-1845,16(N) Fz22=Fz24=1026,82(N) Xét mặt phẳng XOZ : ∑M (1−1) = M x 22 − FLy 20 58,5 = 117180 − 102123 = 15056,5( Nmm) ∑M = F ∑F = ( FxLi ) x 22 L22 + Fx 23 L23 + Fx 24 L24 − FLx 21.L21 x FLx 21 = 1605,6.58,5 − 4801,8.122,5 + 1605,6.186,5 = −795,3( N ) 245  Mặt khác FLx20=FLx22+Fx23+Fx24 –FLx21 Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 59 =1605,6-4801,8+1605,6+795,3 =795,3(N) Xét mặt phẳng YOZ : ∑M ( Fyi ) = Fy 22 L22 + Fy 23 L23 − Fy 24 L24 − FLy 21.L21 = ⇒ FLy 21 = −823,16.58,5 + (−1845,16.122,5) − 823,16.186,5 = −1745,7( N ) 245 Mặt khác ta có : FLy20= -Fy22+Fy23 –Fy24 –FLy21 = -823,16-1845,16-823,16+1745,7=-1745,7(N) Fa d w Mô men Mx22=Mx24= = 1026,82.228,24 117180( Nmm) Xét MF(1-1)= -FLy20.L22= -1745,7.58,5=-102123(Nmm) ∑M (1−1) = M x 22 − FLy 20 58,5 = 117180 − 102123 = 15056,5( Nmm) Mx(2-2)=Mx22 –Fy22.64 –FLy20.122,5 = 117180 -823,16.64 -1745,7.122,5=-149350(Nmm) Mặt cắt (3-3) đối xứng với mặt cặt (1-1) Xét My: My(1-1)= -FLx20.58,5= -1745,7.58,5=-102123(Nmm) My(2-2)= -Fx22.64 –FLx20.122,5= -316606(Nmm) My(3-3)= -102123(Nmm) Từ thông số ta có biểu đồ mô men theo mặt phẳng: Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 60 Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 61 biểu đồ mô men trục II c) Xét trục III của hộp giảm tốc ( trục của hợp giảm tốc) Chọn hệ tốc hình vẽ Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 62 Để xác định thành phần phản lực gối tựa ta xét cân lực mô men mặt phẳng XOZ YOZ Giá trị lực có sau : Fx32= -Fx23 = 4801,8(N) Fy32=-Fy23=1845,16(N) Fx33=1619(N)=Frnt Xét mặt phẳng XOZ ∑ 4801,8.122,5 − 1619.333,5 = 197,07( N ) 245 ⇒ FLx 30 = Fx 32 − FLx 31 − Fx 33 = 4801,8 − 197,07 − 1619 = 2985,7( N ) FLx 31 =  Xét mặt phẳng YOZ Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 63 δd = 2T ≤[δ ] [ dLt (h − t1 ] d 2T τc = ≤ [τc ] dLt b ∑ M 30 ( Fy3i) = − Fy 32 L32 + FLy 31.L31 = ∑F y3 =0 1845,16.122,5 = 922,58( N ) 245 ⇒ FLy 30 = Fy 32 − FLy 31 = 1845,16 − 922,58( N ) FLy 31 = Thiết lập biểu đồ mô men - Xét Mx mặt cắt (1-1) Mx(1-1)=FLy30.L32=922,58.122,5=113016(Nmm) Mx(2-2)+Fy32.122,5 –FLy30.245=0  Mx(2-2)=922,58.245-1845,16.122,5=0 - Xét My : My(1-1)=FLx30.122,5=2985,7.122,5=365748(Nmm) My(2-2)= -Fx32.122,5+FLx30.245 =-4801,8.122,5+2985,7.245=143267(Nmm) // biểu đồ mơ men III) XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH TẠI CÁC TIẾT DIỆN VÀ CHỌN THEN a) Xác định đường kính thiết diện Trục I Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 64 Ta tính d=25,7(mm) - Chọn đường kính đoạn trục lắp với bánh đai 22 (mm) - Chọn đường kính đoạn trục lắp với ổ bi 10 11 25(mm) - Chọn đk đoạn trục lắp với bánh 13 14 30(mm) Trục II : D=39(mm) - Chọn đường kính đoạn lắp ổ lăn 20 21 35(mm) - Chọn đk đoạn lắp với bánh 22 24 40(mm) - Chọn đk đoạn lắp với br 23 45(mm) Trục III Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 65 ĐIII=55,9(mm) - Chọn đk đoạn lắp ổ lăn 30 31 50mm - Chon đk lắp với bánh đai 33 48 (mm) - Chọn đk lắp với bánh 32 56 (mm) b) Chọn Then Theo 9.1 9.2 ta có : δd = 2T ≤[δ ] [ dLt (h − t1 ] d τc = 2T ≤ [τc ] dLt b Từ bảng 9.5[1] 9.8[1] ta có [ δd ] =100(Mpa) ; [τc ] =40….70 (Mpa) Ta lập bảng : Đk trục Lt(mm) Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT bxh t1(mm) Page 66 T(Nmm) δd τc 22 30 6x6 3,5 51,18.103 62,03 25,848 30 35 8x7 22,59.103 14,342 5,378 40 60 12x8 89,41.103 24,836 5,8402 45 60 14x9 5,5 178,82.103 37,845 9,461 50 65 14x9 5,5 526,3.103 92,53 23,134 56 80 16x10 526,3.103 58,738 14,684 Chiều dài may của bánh đai đĩa xích bánh trụ : Lm=(1,2….1,5)d (mm) Qua bảng kết ta thấy δd τc đảm bảo yêu cầu KIỂM NGHIỆM TRỤC III VỀ ĐỘ BỀN MỎI THEO HỆ SỐ AN TOÀN IV) Kiểm nghiệm tiết diện nguy hiểm phải thỏa mãn : [ S] [ S] Sj = Sδ j Sτ j S +S δj τj ≥ [ S] =(1,2….1,5) hệ số an toàn cho phép Sδ j = δ −1 δb Kδ dj δ aj + ψ δ δ mj Sτ j = τ −1 Kτ dj τ aj + ψ τ τ mj K  Kδ dj =  δ + K x − 1÷ / K y Sδ j  εδ  Sτ j hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp tiếp tuyến tiết diện j Sδ j = δ −1 Kδ dj δ aj + ψ δ δ mj Sτ j = Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 67 τ −1 Kτ dj τ aj + ψ τ τ mj Trong đó δ −1 =(0,4….0,45) δb với thép 45 δb =600MPa Tra bảng 10-7[1] ta có : ψδ =0,05 Kδ dj ψτ =0 với ψτ ψδ ứng śt trung bình đến đợ bền mỏi Kτ dj hệ số xác định theo công thức (10.25) (10.26) K  Kτ dj =  τ + K x − 1÷ / K y  ετ  Theo b-10.9 Với Kx K  Kδ dj =  δ + K x − 1÷ / K y  εδ  =1,06 hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Ky =1,8 hệ số tăng bền bề mặt trục Kδ Kτ Là hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn Theo bảng 10.12 gia công rãnh then dao phay ngón Kτ =1,54 Kδ =1,76 Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT Page 68 ... NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Họ Tên: NGUYỄN THẾ CƯỜNG LỚP : Đ3-CĐT ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI G.V HƯỚNG DẪN : TẠ ĐÌNH XUÂN Nguyễn Thế Cường _Đ3-CĐT... TỐN HỆ DẪN ĐỘNG CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I) CHỌN ĐỘNG CƠ a) Xác định công suất động Công suất yêu cầu động xác định theo công thức Trong Pct=(kw)= =4.55 (kw) • Hiệu suất hệ. .. suất hệ dẫn động η : Theo sơ đồ đề : η = ηbr1.η br2 ηbt3.ηổ lăn.η k Trong đó : ηbr1 hiệu suất bánh trụ nghiêng che kín η br2 hiệu śt của bợ truyền bánh trụ ηbrc hiệu suất của bánh trụ