Bài tập lơn đề 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY BÀI TẬP LỚN SỐ Môn CƠ HỌC MÁY ĐỀ SỐ THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Họ Tên: NGUYỄN THỊ KIM PHỤNG MSSV: V1202834 Lớp: VL12SI Đề số – Phương án 22 Hệ thống dẫn động băng tải gồm: 1- Động điện; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ cấp nghiêng; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Bộ phận công tác (Băng tải) Số liệu thiết kế: +Lực vòng băng tải: F= 8000(N) +Vận tốc băng tải:v = 3.25 (m/s) +Đường kính tang dẫn băng tải:D = 150 (mm) +Thời gian phục vụ: L= 4(năm) + Quay chiều, làm việc ca, tải trọng tĩnh (1 năm  300 ngày, ca 8 giờ) +Sai số vịng quay trục máy cơng tác so với u cầu ≤ ± % +Ứng suất tiếp xúc vật liệu chế tạo bánh răng:[σ ]H= 550MPa +Ứng suất uốn vật liệu chế tạo bánh răng:[σ ]F= 250MPa +Ứng suất mỏi uốn vật liệu chế tạo trục:[σ ]-1F= 60MPa +Độ rắn vật liệu chế tạo bánh răng:HB=220 +Bộ truyền xích (số 4) đặt nằm ngang, bơi trơn định kỳ, đĩa xích điều chỉnh được, khoảng cách trục:a ≈ 40pC YÊU CẦU  Chương 1: Chọn động điện, phân phối tỉ số truyền  Chương 2: Thiết kế truyền xích ống lăn  Chương 3: Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng  Chương 4: Thiết kế trục hộp giảm tốc  Chương 5: Thiết kế cặp ổ lăn hộp giảm tốc Chương : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Công suất động : * Công suất cực đại trục xích tải: * Hiệu suất tồn hệ thống (Bảng 3.3 tài liệu [1]): ηΣ =ηx.ηbr.ηk.ηol2= 0.93×0.98×1×0.9952= 0.9023 * Công suất cần thiết trục động : * Chọn động : Theo bảng 3.2 tài liệu [1] ta nên chọn: ux= (2 ÷ 5)và ubr= (3 ÷ 5) Vậy tỉ số truyền tồn h thng: u = ux.ubr= (2 ữ5)ì(3ữ5) = (6 ữ 25) Số vịng quay trục xích tải: Số vịng quay d kin ca ng c: ndc= nm.u = 413.80ì(6 ữ 25) = (2482.8 ÷ 10345)v/ph Căn theo Pct ,ta chọn loại động điện không đồng pha, loại 3K nhà máy chế tạo động điệnViệt Nam Hungary sản xuất Có lựa chọn là: 3K200M2 Pdc=30KW,ndc= 2960v/ph 3K200LA4 Pdc=30KW,ndc= 1475v/ph => Ta chọn động 3K200M2 Pdc=30KW,ndc=2960v/ph 1.2 Phân phối tỉ số truyền : *Tỷ số truyền toàn hệ thống chọn trước: *Do ux = => ubr = = Công suất trục dẫn xích tải: Pmax= 26kW Cơng suất trục II HGT: Công suất trục I HGT: Công suất trục động cơ: Bảng số liệu dùng cho thiết kế truyền khí: Trục Trục động Trục I HGT Trục II HGT Trục dẫn xích tải 28.82 28.82 28.1 26 Cơng suất P (kW) uk = Tỉ số truyền ux= 2960 2960 828 413.8 92983.45 92983.45 324100.24 600048.3 Số vòng quay n (v/ph) Momen xoắn T (N.mm) ubr = 3.575 Chương : TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN 2.1 Thông số ban đầu: Theo bảng số liệu chương • Thơng số đầu vào : P1 = 28.1 kW; n1=828 v/ph; T1= 324100.24 Nmm; ux= • Điều kiện làm việc: đặt nằm ngang, bôi trơn định kỳ, đĩa xích điều chỉnh được, khoảngcách trục a ≈ 40 p 2.2 Số liệu ban đầu • Chọn xích dãy ⇒ Kx =1 • Chọn số răng:Z1 = 29 − 2u = 29 − × = 25 > Zmin = 11 •Số răng:Z2 = u.Z1 = 2× 25 = 50 < Zmax = 120 • Hệ số điều kiện sử dụng: • Kr =1 (tải tĩnh) • Ka = ( a≈ 40pC ) • K0 = (đặt nằm ngang) • Kb = 1.5 (bôi trơn định kỳ) • Kdc = (đĩa xích điều chỉnh được) • Klv = (làm việc ca) • K = KrKaK0KbKdcKlv= 1x1x1x1.5x1x1 = 1.5 • Hệ số đĩa dẫn: • Hệ số vịng quay trục dẫn: • Cơng suất tính tốn: • Tra bảng 5.4 tài liệu [1] chọn bước xích tiêu chuẩn:pc= 25.4mm có [P0]=30.7 kW • Theo bảng 5.2 tài liệu [1], kiểm tra số vòng quay:n1 = 828 > nth= 800 v/ph • Vận tốc vịng: • Đường kính vịng chia: • Lực vịng: • Số mắt xích: ( ) ( )  Chọn X=118 mắt • Tính xác lại a √( [ ) ( √( [ ) ) ] ( ) ] = 1017.3 mm Để xích khơng bị căng ta giảm khoảng cách trục:Δa = (0.002 ~ 0.004)a= (2.03 ~ 4.07)mm Chọn a = 1015 mm [] • Số lần va đập giây: • Lực tác động lên trục: Fr= KmFt= 1,15× D1 = (pc*z1)/ Chương : = 3678 N THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 3.1 Số liệu ban đầu: +Công suất truyền P1 = 28.82 kW +Mômen xoắn T1 = 92983.45 Nmm +Số vòng quay trục dẫn n1 = 2960 v/ph +Tỉ số truyền u = 3.575 +Ứng suất cho phép: +Ứng suất tiếp xúc vật liệu chế tạo bánh :[σ ]H= 550MPa +Ứng suất uốn vật liệu chế tạo bánh :[σ ]F= 250MPa 3.2 Trình tự thiết kế: √ 3.2.1: Khoảng cách trục a: [ ] Do HB [σH]= 550 MPa nên bánh đủ bền tiếp xúc (không nhỏ 10% hay lớn 5% so với giá trị ứng suất tiếp xúc cho phép) 3.3.2: Kiểm nghiệm ứng suất uốn: Tra bảng 6.4 tài liệu [1] với ψbd= 0.93 , bánh lắp đối xứng ổ trục HB=220  KFβ = 1.08 Tra bảng 6.6 tài liệu [1] =>KFV = 1.29; _Hệ số tải trọng tính: KF= KFβKFVKFα = 1.08*1.06*0.89 = 1.02 _Số tương đương: răng _Hệ số dạng (không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x1 = x2 = 0) _Hệ số xét đến ảnh hưởng trùng khớp ngang: _Hệ số xét đến ảnh hưởng góc nghiêng răng: ; _Lực vịng bánh dẫn: _Lập tỉ số  [ [ ] ] [ = 3594N [ ] ] nên ta tính cho bánh dẫn _Ứng suất uốn tiết diện nguy hiểm [ ] Vì nên bánh đủ bền uốn 3.4: Các thông số truyền: +Khoảng cách trục a = 119 mm +Mô đun pháp mn = mm +Số Z1 = 25 răng; Z2 = 90 +Góc nghiêng β = 14.9 +Đường kính vịng chia d1 = 51.74 mm d2 = 186.3 mm +Đương kính vịng đỉnh da1 = 55.74 mm da2 = 190.3 mm +Đương kính vịng chân di1 = 31.74 mm di2 = 166.3 mm +Bề rộng bánh b1= 42 mm b2 = 48 mm 3.5:Lực ăn khớp: +Lực vòng: +Lực dọc trục: +Lực hướng tâm: Chương : THIẾT KẾ TRỤC TRONG HỘP GIẢM TỐC Vẽ sơ đồ trục o Sơ đồ chọn chiều dài trục a Với ; b ; o Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên trục Thiết kế trục I c ; o Ứng suất mỏi uốn liệu chế tạo trục [σF]-1 = 60 MPa; o Chọn kích thước chiều dài trục: = 22.61 mm ; = 42 mm ; Chọn sơ = 20 mm 46 54 54 o Thay trục dầm sức bền Với o Tính phản lực gối tựa Phương trình cân mơmen mặt phẳng đứng gối A Phản lực gối B theo phương đứng Phương trình cần bẳng lực theo phương đứng Phản lực gối A theo phương đứng Phương trình cân mơmen mặt phẳng ngang A Phản lực gối B theo phương ngang Phương trình cân lực theo phương ngang Phản lực gối A theo phương ngang o Vẽ biểu đồ nội lực Biều đồ mômen mặt phẳng đứng MX (Nmm) 169188 60401.76 Biều đồ mômen mặt phẳng đứng MY (Nmm) 95688 Biều đồ mômen xoắn T (Nmm) 35669.76 91683 o Tính mơ men tương đương tiết diện nguy hiểm Tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh √ √ Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm Ký hiệu tiết diện – trục 1, tiết diện thứ (từ trái sang phải) √ [ ] √ Do tiết diện nguy hiểm có lắp then nên tăng thêm 5%, chọn d13 = 32 mm Từ d13 ta chọn đường kính cịn lại d11 = 26 mm; d12 = 29 mm; d14 = 29 mm Thiết kế trục II o Chọn kích thước chiều dài trục II có khoảng cách giống trục I 54 o Thay trục dầm sức bền 54 Với ; ; o Tính phản lực gối tựa Phương trình cân mơmen mặt phẳng đứng gối A Phản lực gối B theo phương đứng Phương trình cần bẳng lực theo phương đứng Phản lực gối A theo phương đứng Phương trình cân mơmen mặt phẳng ngang A Phản lực gối B theo phương ngang Phương trình cân lực theo phương X Phản lực gối A theo phương ngang o Vẽ biểu đồ nội lực Biểu đồ mômen mặt phẳng đứng MX (Nmm) 7967.3 81083.7 Biểu đồ mômen mặt phẳng ngang MY (Nmm) 97038 Biểu đồ mômen xoắn T (Nmm) o Tính mơ men tương đương tiết diện nguy hiểm Tiết diện nguy hiểm vị trí lắp bánh √ √ Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm Ký hiệu tiết diện – trục 2, tiết diện thứ (từ trái sang phải) √ [ ] √ Do tiết diện nguy hiểm có lắp then nên tăng thêm, chọn d22 = 40 mm Từ d22 ta chọn đường kính cịn lại d21 = 37 mm; d23 = 37 mm; d24 = 34 mm CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HAI CẶP Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC Thiết kế ổ trục I o Lực hướng tâm tác động lên ổ A √ √ o Lực hướng tâm tác động lên ổ B √ √ o Lực dọc trục Fa1 hướng vào ổ B Lập tỉ số Do > 0.3 chọn ổ bi đỡ chặn dãy Theo bảng P2.12 trang 263 tài liệu [2], ngõng trục trục theo phần tính trục có d = 29 mm, chọn ổ loại 46X05 có α = 26o (trang 381 tài liệu [1]) Ký hiệu 46205 46305 C (kN) 12.4 21.1 C0(kN) 8.5 14.9 Theo bảng 11.3 tài liệu [1] ta có e = 0,68 Lắp kiểu chữ “O”.Lực dọc trục phụ o Tổng lực dọc trục tác động lên ổ A Σ = − = 1003.42 − 891 = 112.42 N Vì Σ < nên chọn lại Σ = 2269.33 N ∑ Lập tỉ số nên tra bảng 11.3 tài liệu [1]: X = 1; Y =0 Tải trọng tương đương ổ A Vậy lực o Tổng lực dọc trục tác động lên ổ B Lập tỉ số ∑ nên tra bảng 11.3 tài liệu [1] X = 0.41; Y = 0.87 Tải trọng tương đương ổ B Vậy o Do Tuổi thọ ổ lực nên ta tính cho ổ B Do ổ bi nên m = Hệ số khả tải động √ √ Tra bảng, ta thấy khơng có trục đủ bền, ta giảm tuổi thọ lần Hệ số khả tải động √ √ Tra bảng chọn ổ 46305 có C = 21.1 kN > Ctt, thay ổ sau 4800 làm việc Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Tra bảng 11.6 tài liệu [1] ta có X0 = 0,5; Y0 = 0,37 Vậy ổ đủ bền tĩnh Chọn Thiết kế ổ trục II o Lực hướng tâm tác động lên ổ A √ √ o Lực hướng tâm tác động lên ổ B √ √ o Lực dọc trục Fa2 hướng vào ổ A Lập tỉ số Do > 0.3 chọn ổ bi đỡ chặn dãy Theo bảng P2.12 trang 263 tài liệu [2], ngõng trục trục theo phần tính trục có d = 35mm, chọn ổ loại 46X07 có α = 26o (trang 381 tài liệu [1]) Ký hiệu 46207 46307 C (kN) 22.7 33.4 C0(kN) 16.6 25.2 Theo bảng 11.3 tài liệu [1] ta có e = 0,68 Lắp kiểu chữ “O”.Lực dọc trục phụ o Tổng lực dọc trục tác động lên ổ B Σ = − = 1350.6 − 891 = 459.6 N Vì Σ < nên chọn lại Σ = 1000.94 N ∑ Lập tỉ số nên tra bảng 11.3 tài liệu [1]: X = 1; Y =0 Tải trọng tương đương ổ B Vậy lực o Tổng lực dọc trục tác động lên ổ A Lập tỉ số ∑ nên tra bảng 11.3 tài liệu [1] X = 0.41; Y = 0.87 Tải trọng tương đương ổ B Vậy o Do Tuổi thọ ổ lực nên ta chọn ổ A Do ổ bi nên m = Hệ số khả tải động √ √ Tra bảng chọn ổ 46207 có C = 22.7 kN > Ctt Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Tra bảng 11.6 tài liệu [1] ta có X0 = 0,5; Y0 = 0,37 Chọn Vậy ổ đủ bền tĩnh ... tiêu chuẩn:mn =2 3 .2. 3: Số bánh nhỏ: Vì 80≤ β ≤ 20 0 nên 24 .44≤ Z1≤ 25 .75chọn Z1 = 25 3 .2. 4: Số bánh lớn: Z2= u.Z1= 3.575 *25 = 89.375 chọn Z2 = 90 3 .2. 5: Góc nghiêng răng: ( ) ( ) 3 .2. 6: Bề rộng... da1 = d1+2mn = 51.74 + 2* 2 = 55.74 mm da2 = d2+2mn = 186.3 + 2* 2 = 190.3 mm di1 = d1- 2. 5mn = 51.74 - 2. 5 *2 = 31.74 mm di2 = d2- 2. 5mn = 186.3 – 2. 5 *2 = 166.3 mm 3.3:Kiểm nghiệm ứng suất: 3.3.1:... dãy Theo bảng P2. 12 trang 26 3 tài liệu [2] , ngõng trục trục theo phần tính trục có d = 29 mm, chọn ổ loại 46X05 có α = 26 o (trang 381 tài liệu [1]) Ký hiệu 4 620 5 46305 C (kN) 12. 4 21 .1 C0(kN) 8.5