Đồ án cơ sởI TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC1. Chọn động cơ điệnĐể đáp ứng yêu cầu của hệ thống ta chọn loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha có rôto ngắn mạch do nó có kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy có thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện, hiệu suất vào và công suất làm việc phù hợp với hệ thống… Ta chọn động cơ theo ba chỉ tiêu cơ bản sau: Công suất của Động cơ > Công suất cần thiết ( Pđc > Pct) Momen quá tải T_(mm )T≤ T_(k )Tdn Số vòng quayphút của động cơ: nđc ≈ nsba. Xác định công suất cần thiết của động cơ: Công suất cần thiết được tính theo công thức: ACông suất làm việc:P_lv=FV1000 (KW)P :Lực kéo xích tải, F = 4500 (N)V: Vận tốc của băng tải , V = 1,0(ms)⟹P_lv=4500.1,01000=4,5 (KW)BCông suất cần thiết trên trục động cơP_ct=P_lvη βTrong đó:β : là hệ số xét tới sự thay đổi tải trọng không đều .Theo công thức 2.14 tài liệu I.β=√((∑▒〖(P_iP_1 )2×t_i 〗)(∑▒t_i ))Với :P_i : Công suất tác dụng trong thời gian t_i.P_1: Công suất tác dụng lớn nhất ,hoặc tác dụng lâu dài nhất.t_i : Thời gian làm việc ở chế độ tải〖 T〗_i.∑▒t_i : Tổng thời gian làm việc trong một chu kỳ.Khi đó :β=√((∑▒〖(P_iP_1 )2×t_i 〗)(∑▒t_i ))=√(((T1T)2×4+(0,7T1T)2×4)(4+4))=0.86 η : Hiệu suất truyền động. Theo công thức 2.9 tài liệu I.η=η_k η_ol2 η_x η_ot η_brTra bảng 2.3 trang 19 tài liệu 1.η_kn = 1 :Hiệu suất nối trục di động.η_ol =0.995 :Hiệu suất của một cặp ổ lăn.η_x =0.93 :Hiệu suất của bộ truyền xích.η_ot =0.99 :Hiệu suất của một cặp ổ trượt.η_br =0.97 :Hiệu suất của bộ truyền bánh răng. Vậy η=1.〖0.995〗3.0,93.0,99.0,97=0.88Như vậy công suất cần thiết của trục động cơ là :P_ct=P_lvη β=4,50,88.0,86=4.397 (KW)b. Xác định số vòng quay sơ bộ của Động cơ : Số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo công thức: nsb = nlv.usb(2) (CT : 2.18)nlv Số vòng quay trục công tác, ở đây ta tính theo công thức của xích tải:nlv = (60000.v)(z.p)= (60000 .1,0)27.15,875= 140(vòngphút) (CT 2.16 trang 21) v = 1,0 :Vận tốc băng tải (ms)Z= 27 :số răng đĩa xích tải P=15,875 : Bước xích tải (mm)usb Tỉ số truyền sơ bộ toàn bộ hệ thống :CT(2.15)usb= ubr.uxubrtỉ số truyền củabánh răng trụ : 3 ÷ 5 (Hộp giảm tốc 1 cấp) ux tỉ số truyền của bộ truyền xích: 2 ÷ 5 Ta chọn ubr=3 ; ux=2 Usb= 3.2 = 6Thay nlv và usb vào (2) ta được Số vòng quay sơ bộ của động cơ:nsb= 140.6 =840 (vòngphút)c. Chọn động cơ: Động cơ của ta chọn phải thỏa mãn 3 điều kiện sau: {█(Pđc > PctT_(mm )T≤ T_kT_(dn )n_(đc )≈ n_sb )┤Từ các thông số tính toán ta có kết quả chọn động cơ: Theo : BẢNG P1.1; P1.2; P1.3 : CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN K; DK ; 4AGiáo trình: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ,tập 1.Ta chọn động cơ có thông số như sau:Kiểu động cơCông suất(kw)Vận tốc quay(Vòngphút)cosφT_maxT_dn T_kT_dn η%4A132S6YA5,59600,802,22,0852. Phân phối tỷ số truyền phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền, phải tính tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống.Usb= n_đcn_lv = 960140 = 6,86
Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải I /TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC Chọn động điện Để đáp ứng yêu cầu hệ thống ta chọn loại động điện xoay chiều không đồng ba pha có rơto ngắn mạch có kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha khơng cần biến đổi dịng điện, hiệu suất vào công suất làm việc phù hợp với hệ thống… Ta chọn động theo ba tiêu sau: -Công suất Động > Công suất cần thiết ( Pđc > Pct) -Momen tải /T≤ Tdn -Số vòng quay/phút động cơ: nđc ≈ nsb a Xác định công suất cần thiết động cơ: Cơng suất cần thiết tính theo công thức: A-Công suất làm việc: (KW) P :Lực kéo xích tải, F = 4500 (N) V: Vận tốc băng tải , V = 1,0(m/s) B-Công suất cần thiết trục động Trang1 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Trong đó: : hệ số xét tới thay đổi tải trọng không - Theo công thức 2.14 tài liệu [I] - V ới : : Công suất tác dụng thời gian : Công suất tác dụng lớn ,hoặc tác dụng lâu dài : Thời gian làm việc chế độ tải : Tổng thời gian làm việc chu kỳ - Khi : : Hiệu suất truyền động - Theo công thức [2.9] tài liệu [I] Tra bảng 2.3 trang [19] tài liệu [1] = :Hiệu suất nối trục di động =0.995 :Hiệu suất cặp ổ lăn =0.93 :Hiệu suất truyền xích =0.99 :Hiệu suất cặp ổ trượt =0.97 :Hiệu suất truyền bánh Vậy Trang2 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải - Như công suất cần thiết trục động : b Xác định số vòng quay sơ Động : Số vịng quay sơ động tính theo công thức: nsb = nlv.usb(2) (CT : 2.18) nlv- Số vịng quay trục cơng tác, ta tính theo cơng thức xích tải: nlv = = = 140(vòng/phút) (CT 2.16 trang 21) v = 1,0 :Vận tốc băng tải (m/s) Z= 27 :số đĩa xích tải P=15,875 : Bước xích tải (mm) usb- Tỉ số truyền sơ toàn hệ thống :CT(2.15) usb= ubr.ux ubr-tỉ số truyền củabánh trụ : (Hộp giảm tốc cấp) ux -tỉ số truyền truyền xích: Ta chọn ubr=3 ; ux=2 Usb= 3.2 = Thay nlv usb vào (2) ta Số vòng quay sơ động cơ: nsb= 140.6 =840 (vòng/phút) c Chọn động cơ: Động ta chọn phải thỏa mãn điều kiện sau: Từ thơng số tính tốn ta có kết chọn động cơ: Trang3 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Theo : BẢNG P1.1; P1.2; P1.3 : CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN K; DK ; 4A Giáo trình: Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ,tập Ta chọn động có thơng số sau: Kiểu động 4A132S6YA Vận tốc quay Cơng (Vịng/phút) suất (kw) 5,5 960 η % cos 0,80 2,2 2,0 85 Phân phối tỷ số truyền phân phối tỉ số truyền cho truyền, phải tính tỉ số truyền cho tồn hệ thống Usb= = = 6,86 Mặt khác : Usb = ux ubr Với: Ubr-tỉ số truyền bánh cơn: 24 ux -tỉ số truyền truyền xích: 25 Ta chọn tỉ số truyền bánh côn ubr=3 tỉ số truyền truyền xích : 3.Xác định thông số trục : a, Thông số vòng quay: Trang4 ux= = = 2,29 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải -Số vòng quay động cơ: n đc =960 (vòng/phút) -Số vòng quay trục I: nI= n đc = 960 (vòng/phút) -Số vòng quay trục II: nII = = = 320(vịng/phút) -Số vịng quay trục cơng tác: nlv= = =139,7 (vịng/phút) b,Cơng suất: -Ta có : Cơng suất trục công tác : Plv 4,5 (KW) Công suất trục II : (kw) Công suất trục I : PI = (kw) Công suất động : Pđc= = 5,05 (KW) c,Momen xoắn trục: Ti=9,55.106 -Momen xoắn trục động cơ: Tđc= 9,55.106 = 9,55.106 =50236,97(N.mm) -Momen xoắn trục I TI = 9,55.106 =9,55.106 = 50038,02(N.mm) Trang5 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải -Momen xoắn trục II TII = 9,55.106 = 9,55 106 =145040,6 (N.mm) -Momen xoắn băng tải: Tlv= 9,55.106 = 9,55 106 =307030,1(N.mm) * BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN : Trục Thơng số N(vịng/phút) P (kw) Động I II Cơng tác 960 960 320 139,97 5,05 4,5 T(N.mm) 50236,97 50038,02 145040,6 307030,1 F Uk = Ubr=3 Trang6 Ux=2,29 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Phần II A-TÍNH TỐN CÁC BỘ TRUYỀN NGỒI III-THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Chọn loại xích Chọn loại xích ống lăn dãy Xác định thông số truyền xích 2.1 :Xác định số - Xác định số bánh đĩa chủ động: Với ux= 2,29 z1 = 29 – 2.= 29 – 2.2,29 = 24,42 Chọn z1 = 25 ( ) Số đĩa xích lớn: z2 = ux z1 = 2,29.25 = 57 zmax =120 Chọn z2 = 57( ) 2.2 : Xác định bước xích Bước xích P xác định từ tiêu độ bền mòn lề.Điều kiện đảm bảo tiêu độ bền mịn truyền xích viết dạng: Theo CT 5.3 [I]: Pt = P k kz kn [P] Trong đó: Trang7 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Pt–Công suất tính tốn P = PII = 4,86 (Kw) – Cơng suất cần truyền ( Công suất trục II) Hệ số :kz = = = n01 kn– Hệ số vòng quay: kn= nII == 1,25 Hệ số k xác định: Theo CT 5.4 [I]: k = k0 ka Kđc kbt Kđ kc Trong : (Tra bảng 5.6[I] ) Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền: k0 = (đường tâm đĩa xích hợp với phương nằm ngang góc X = ; Y =0 QC = (1.1.1361,4 +90,1.0).1.1,5 = 2042,1 N Trang61 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Tại Điểm A Fa / V.FrA = 0,3691 / 0,8228 = 0,44 > e = 0,34 => X = 0,45 ; Y =1,62 QA = (1.0,45.822,8 + 830.1,62).1.1,5 = 1983,5N => QA < QC Như tính chọn ổ lăn theo ổ C Do HGT chịu tải trọng thay đổi, nên ta tính tải trọng động tương đương QE Thay số: Trong đó: - m = ổ bi -Lhi theo đầu cho Theo CT 11.1 – [I], khả tải động ổ: Lh= L= = =1612,8triệu vòng Vậy Cd < C = 21,1 kN nên khả tải động ổ đảm bảo Kiểm nghiệm khả tải tĩnh, CT 11.19 – [I]: Trong đó: - Xo = 0,5 Yo = 0,47 (tra bảng 11.6 – [I]) Trang62 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải 854,1 N Vậy Qt < Co = 14,9 kN nên khả tải tĩnh ổ đảm bảo Trục II 2.1 Chọn loại ổ -Lực dọc trục: Fa2 = 397,04 N -Lực hướng tâm :Fr =698,4 N + Tại ổ : F FrF == = 1568,6 N +Tại ổ : H FrH = = = 1877,1N Ta có tỷ số Do= = 0,5 ta chọn ổ bi đỡ chặn Theo bảng P2.12 phụ lục ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung 46308 có : Ký d D b= hiệu m m T1 m m mm 35 80 21 4630 r r1 m m m m 2,5 1,2 Ta có : Trang63 C C0 mm 33,4 25,2 0 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Qi = (X.V.Fr +Fa.Y)Kt.Kđ (11.3) Kt : hệ số ảnh hưởng nhiệt Chọn Kt = (tr.214) Kđ hệ số kể đến đặc tính tải trọng Kđ =1,5 (bảng 11.3) V: hệ số kể đến vịng quay Vì vịng quay nên V = Đối với ổ bi đỡ chặn ta dung công thức sau : Fs = e Fr (11.8) FrE FrG FsE FsH E G Fa Ta có : IFa/ Co = 1.0,3691/ 25,2 = 0,014 KN Ta có : e = 0,30 ( tra bảng 11.4) FsH = e.FrH = 0,30 1,8771 =0,56 KN FsF = e.FrF = 0,30 1,5686 = 0,47 KN FaH= = = 0,101 KN Vì :FaH≤ FsH nên chọn FaH = FsH FaF = Fa1 + FsH = 0,3691+ 0,56 = 0.93 KN Trang64 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Vì FsF ≤ FaF nên ta chon FaF =0,93 KN Tại Điểm H Fa / V.FrH = 0,3691 / 1.1,8771 = 0,19 < e = 0,30 => X = ; Y =0 QH = (1.1.1877,1 + 101.0).1.1,5 = 2815,6 N Tại Điểm F Fa / V.FrF = 0,3691 / 1,5686 = 0,23 < e = 0,30 => X = ; Y =0 QF = (1.1.1568,6 + 930.0).1.1,5 = 2352,9 N => QF < Q H Như tính chọn ổ lăn theo ổ H Do HGT chịu tải trọng thay đổi, nên ta tính tải trọng động tương đương QE Thay số: Trong đó: - m = ổ bi -Lhi theo đầu cho Theo CT 11.1 – [I], khả tải động ổ: Lh= L= = =537,6triệu vòng Trang65 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Vậy Cd < C = 33,4 kN nên khả tải động ổ đảm bảo Kiểm nghiệm khả tải tĩnh, CT 11.19 – [I]: Trong đó: - Xo = 0,5 Yo = 0,47 (tra bảng 11.6 – [I]) 1112 N Vậy Qt < Co = 25,2 kN nên khả tải tĩnh ổ đảm CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VỎ HỘP 5.1 Kết cấu vỏ hộp Nhiệm vụ vỏ hộp giảm tốc đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết tránh bụi bặm Vật liệu phổ biến dùng để đúc vỏ hộp giảm tốc gang xám GX 15-32 5.1.1 Chọn bề mặt lắp ghép nắp thân Bề mặt lắp ghép vỏ hộp (phần vỏ nắp, phần thân) thường qua đường tâm trục Nhờ iệc lắp ghép chi tiết thuận tiện Sau lắp ghép lên trục chi Trang66 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải tiết bánh răng, bạc, ổ…(khơng phụ thuộc vào trục) sau trục đặt vào vỏ hộp Bề mặt ghép thường chọn song song với bề mặt đế 5.1.2 Xác định kích thước vỏ hộp Theo bảng 18.1 – [II], ta chọn kích thước phần tử cấu tạo nên HGT đúc sau: Tên gọi Tính tốn Kết Thân hộp (δ) δ = 0,03.110 + = 6,3 mm Chọn mm Nắp hộp (δ1) δ1 = 0,9.7 = 6,3mm Chọn mm Gân Chiều dày (e) e = (0,8 ÷ 1).7 = 5,6 ÷ Chọn mm tăng Chiều cao (h) h < 58 mm cứng Độ dốc Khoảng 2o Khoảng 2o Bu lông d1 > 0,04.110 +10 = 14,4 Chọn 16 (d1) >12mm mm Bu lông cạnh ổ d2 = (0,7÷0,8).16 = 11,2 Chọn 12 (d2) ÷12,8 mm Bu lông ghép d3 = (0,8÷0,9).12 = 9,6÷ Chọn 10 bích nắp 10,8 mm Vít ghép nắp ổ d4 = (0,6 ÷ 0,7).12 = 7,2÷ Chọn mm (d4) 8,4 Chiều dày Đườn g kính thân (d3) Trang67 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Vít ghép nắp d5 = (0,5 ÷ 0,6).12 = ÷ 7,2 Chọn mm thăm (d5) Chiều dày bích Mặt bích ghép nắp thân thân hộp, S3 S4 = ( 0,9 ÷ 1) 16 = 14,4 ÷ Chọn 16 nắp hộp, S4 16 mm Bề rộng bích K3 ≈ K2 – (3÷5) mm nắp thân, K3 = 45 – = 40 mm Đường kính D D2 D3 D4 h 90 110 135 85 12 M8 vít thước gối mm Chiều dày bích ngồi tâm lỗ Kích S3 = (1,4÷1,8).10 = 14 ÷ 18 Chọn 16 d4 Z (D3,D2) Tâm lỗ bu lông E2 ≈ 1,6.d2 = 1,6.12 = 19,2 cạnh ổ: E2 C mm C ≈ D3/2 = 135/2 = 67,55 trục I mm Bề rộng mặt R2 ≈ 1,3.d2 = 1,3.12 = 15,6 ghép bu lông mm (K2) K2 = 19,2 + 15,6 + (3 5) Chọn K2 = 38 = 37,8 39,2 mm Chiều cao Đường kính Xác định theo kết cấu D D2 Trang68 D3 D4 h d4 Z Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải tâm lỗ 100 120 150 90 vít Kích thước gối M8 (D3,D2) Tâm lỗ bu lông E2 ≈ 1,6.d2 = 1,6.12 = 19,2 cạnh ổ: E2 C mm C ≈ D3/2 = 150/2 = 75 mm trục II Bề rộng mặt R2 ≈ 1,3.d2 = 1,3.12 = 15,6 ghép bu lông mm (K2) K2 = 22,4 + 18,2 + (3 5) = 37,8 39,2 mm Chiều cao Xác định theo kết cấu Chiều dày: Mặt đế -Khơng có S1 = (1,3 1,5).16 = Chọn 22 phần lồi 20,8 24 mm - Có phần lồi Dd xác định theo ddao khoét hộp S1 = (1,4 1,7).16 = Chọn 24 22,4 27,2 mm S2 = (1 1,1).16 = 16 17,6 Chọn 16 mm Bề rộng mặt K1 = 3.16 = 48 mm đế hộp q > 48 + 2.8 = 64 mm Trang69 Chọn 60 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải mm Giữa bánh ∆ ≥ (1 1,2).7 = 8,4 Khe với thành hở hộp chi tiết Chọn mm Giữa bánh ∆1 ≥ (3 5).7 = 21 35 Chọn lớn với đáy hộp 32mm Giữa mặt bên ∆≥7 Chọn bánh Số lượng bu lơng 5.2 Tính tốn chi tiết khác Chọn Z = 5.2.1 Cửa thăm Theo bảng 18.5 tr92 - Tài liệu [2]ta chọn nắp thăm dầu với thông số sau: A 100 B 75 A1 150 B1 100 C 125 Trang70 K 87 R 12 Vít M8x2 SL Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải 5.2.2 Nút thông Theo bảng 18.6 tr 93- Tài liệu [2]ta chọn nút thông với thông số sau: A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x 5 6 8 2 5.2.3 Nút tháo dầu d b m f L c q D S D0 M16x1 12 23 13.8 26 17 19.6 Trang71 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải 5.2.4 Que thăm dầu bôi trơn * Phương pháp bôi trơn: -Do vận tốc truyền nhỏ ta bôi trơn truyền ngồi phương pháp ngâm dầu -Dầu bơi trơn: Bánh làm vật liệu thép có σb1 = 850 Mpa, σb2 = 750Mpa Theo bảng 18.11[II] Tr 100 ta chọn độ nhớt dầu bôi trơn 186(11)/ 16(2) Trang72 Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế MáyThiết Kế Hệ Đẫn Động Băng Tải Dựa vào bảng 18.13[II] Tr 101 ta chọn loại dầu bôi trơn công nghiệp có đặc tính ky thuật sau Tên gọi Độ nhớt 500(