Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải (đại học bách khoa)

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực hiện: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 ĐỀ TÀI Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án số:8 Hệ thống dẫn động băng tải bao gồm: 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đơi cấp nhanh; 4- Bộ truyền xích ống lăn 5- Băng tải SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Số liệu thiết kế: Công suất trục băng tải, P : 12kW Số vòng quay trục băng tải, n(v/p) :50 Thời gian phục vụ, L(năm) :8 Quay chiều, làm việc ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 200 ngày, ngày làm ca, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1= T t1= 15 giây SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 ; T2 =0.4T ; t2 =37 giây Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MỤC LỤC Trang Phần Tính tốn chọn động phân phối tỉ số truyền 1.1 Chọn động điện.………………………………… 1.2 Phân phối tỉ số truyền……………………………….…6 Phần Tính tốn thiết kế chi tiết máy 2.1 Thiết kế truyền xích ống lăn………………… 2.2 Thiết kế truyền bánh …………………………12 2.3 Tính tốn trục chọn then ………………………… 27 2.4 Tính chọn ổ lăn nối trục vòng đàn hồi …………… 43 2.5 Thiết kế vỏ hộp……………………………………… 48 2.6 Các chi tiết phụ…………………………………….….49 2.7 Bảng dung sai lắp ghép…………………………… 55 Tài liệu tham khảo…………………………………………………57 SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY LỜI NÓI ĐẦU -*** Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng công đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận khơng thể thiếu Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà công việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,… Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy Dương Đăng Danh , thầy khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy Kính chúc q thầy cô sức khỏe hạnh phúc SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ  Chọn hiệu suất hệ thống Hiệu suất truyền động: Trong đó: : hiệu suất ổ lăn : hiệu suất truyền xích : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng : hiệu suất khớp nối  Tính cơng suất đẳng trị (cơng suất tính tốn) : Cơng suất tính tốn: SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Công suất cần thiết động cơ: 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN  Xác định số vòng quay sơ động cơ: • Tỉ số truyền hệ : Chọn sơ : tỉ số truyền truyền xích : tỉ số truyền hộp số giảm tốc cấp Số vòng quay sơ động cơ: Chọn động điện, bảng thông số động điện: Dựa vào bảng P1.3/trang 237 sách “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập một”của =15(kW) “Trịnh Chất – Lê Văn Uyển” ta chọn động điện 4A160S4Y3có cơng suất Pdc SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY với số vịng quay 1460(vg/ph) Chọn u2=2,85=>u1=3,42 LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH   Tính tốn cơng suất trục Tính tốn số vòng quay trục: SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  Tính tốn momen xoắn trục Thông số Trục Công suất(kW) Tỷ số truyền Động I II III IV 14,42 14,27 13,57 13,03 12,12 3,42 2,85 Momen xoắn, (Nmm) 94323 93341 303569 830684 2319559 Số vòng quay, (vg/ph) 1460 1460 426,9 149,8 49,9 SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 2.1 Trục THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN Động I II III IV 14,42 14,27 13,57 13,03 12,12 Thông số Công suất(kW) Tỷ số truyền 3,42 2,85 Momen xoắn, (Nmm) 94323 93341 303569 830684 2319559 Số vòng quay, (vg/ph) 1460 1460 426,9 149,8 49,9 Công suất 13,03KW ; số vòng quay động n=1460, tỷ số truyền ux=3 Quay chiều, tải va đập nhẹ, làm việc hai ca (1 năm làm việc 200 ngày, ngày làm ca, ca làm việc giờ)  Chọn loại xích ống lăn  Chọn số đĩa xích dẫn theo cơng thức: (răng)  Tính số đĩa xích lớn theo cơng thức: SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY (răng)  Xác định hệ số điều khiển sử dụng xích K theo công thức 5.22 trang 181 sách “ Cơ Sở Thiết Kế Máy” “ Nguyễn Hữu Lộc”: Kr=1,2: hệ số tải trọng động (tải trọng va đập nhẹ) Ka=1: hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục (chọn a=40pc) Ko =1: hệ số xét đến ảnh hưởng cách bố trí truyền (bố trí nằm ngang) Kdc=1: hệ số xét đến ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích (trục điều chỉnh được) Kb=1: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn nhỏ giọt) Klv=1,12 –hệ số xét đến chế độ làm việc (làm việc hai ca)  Tính cơng suất tính tốn Pt: Tra bảng (5.4) theo cột n01 = 200 (vòng/phút); + Hệ số Kn = n01/n1 = 200/150,3 = 1,33 + Hệ số Kz = z01/z1 = 25/23 = 1,087 + Hệ số Kx = 2,5 (chọn dãy xích)  Ta chọn bước xích pc = 31,75 (mm)  Số vịng quay giới hạn ( bảng 5.2 ):  Tương ứng với bước xích pc = 31,75 mm Số vịng quay tới hạn nth=630 (vòng/phút) → thoả mãn điều kiện : n1 < nth  Xác định vận tốc trung bình v (m/s) xích ( cơng thức 5.10 ) lực vịng có ích Ft:  Tính tốn kiểm nghiệm bước xích pc theo cơng thức (5.26): Với chọn bảng 5.3 29 (Mpa) SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hệ số dạng theo công thức thực nghiệm (6.80) Trong đó: Số tương đương:  Đặc tính so sánh độ bền uốn bánh răng: Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh bị dẫn bánh có độ bề thấp hơn: Ứng suất uốn tính theo công thức (6.78): SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 20 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hệ số tải trọng tính: Với KFα = Ứng suất uốn tính tốn: Vậy độ bền uốn thoả Các thơng số kích thước truyền: Khoảng cách trục Môdun pháp Chiều rộng vành khăn Tỉ số truyền Góc nghiêng Số bánh Hệ số dịch chỉnh Đường kính vòng chia SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 21 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đường kính đỉnh Đường kính đáy b) Thiết kế bánh cấp chậm Momen xoắn trục bánh dẫn Tỷ số truyền Số vòng quay Chọn vật liệu làm bánh dẫn bánh bị dẫn Chọn thép 45Cr cải thiện Theo bảng 6.13 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” thầy Nguyễn Hữu Lộc bán dẫn, ta chọn độ rắn trung bình ; bánh bị dẫn ta chọn độ rắn trung bình Vật liệu có khả chạy rà tốt Tính ứng suất cho phép giống thiết kế bánh cấp nhanh ta được: Ứng xuất tiếp xúc cho phép: Ứng suất uốn cho phép: Theo bảng 6.15 bánh nằm đối xứng ổ trục nên theo tiêu chuẩn Khi : Theo bảng 6.4, ta chọn SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 22 , chọn ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Khoảng cách trục truyền bánh xác định: Theo tiêu chuẩn, ta chọn Modun Theo tiêu chuẩn, ta chọn Tổng số Số bánh dẫn : chọn z1=42 =>z2=160-42=118 Xác định thông số hình học truyền - Đường kính vịng chia(mm) - Đường kính vịng đỉnh(mm) - Đường kính vịng đáy SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 23 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY - Đường kính vịng lăn: - Chiều rộng vành khăn: (mm) Vận tốc vòng bánh răng(m/s) Theo bảng 6.3 chọn cấp xác truyền Giá trị lực tác dụng lên truyền: - Lực vòng: - Lực hướng tâm: Theo bảng 6.5 chọn hệ số tải trọng động Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc: Ứng suất tiếp xúc tính tốn xác định cơng thức (6.86): Trong đó: Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo công thức (6.87): SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 24 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Với : Cặp bánh thép : ZM = 275 (Mpa1/2) Hệ số ảnh hưởng tổng chiều dài tiếp xúc theo công thức (6.88): KHα = 1,13 (tra bảng 6.11) Hệ số tải trọng tính : Tính lại ứng suất cho phép theo công thức (6.39): SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 25 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hệ số ảnh hưởng độ nhám bề mặt: ZR = 0,95 Hệ số ảnh hưởng tới vận tốc vịng, HB ≤ 350 : Hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện bôi trơn, thông thường chọn K l = Hệ số an toàn SH = 1,1 ( tra bảng 6.13) Hệ số ảnh hưởng kích thước răng: Vậy điều kiện bền tiếp xúc thoả Kiểm nghiệm ứng suất uốn: Ứng suất uốn cho phép theo cơng thức (6.52): Trong đó: KFC = ( quay chiều ) Hệ số ảnh hưởng độ nhám : YR = phay mài Hệ số kích thước : Hệ số độ nhạy vật liệu bánh đến tập trung ứng suất: SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 26 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hệ số dạng theo công thức thực nghiệm (6.80) Trong đó: Số tương đương:  Đặc tính so sánh độ bền uốn bánh răng: Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh bị dẫn bánh có độ bề thấp hơn: Ứng suất uốn tính theo cơng thức (6.78): Hệ số tải trọng tính: SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 27 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Với KFα = Ứng suất uốn tính tốn: Vậy độ bền uốn thoả Các thơng số kích thước truyền: Khoảng cách trục Mơdun pháp Chiều rộng vành khăn Tỉ số truyền Số bánh Hệ số dịch chỉnh Đường kính vịng chia Đường kính đỉnh Đường kính đáy SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 28 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY KIỂM NGHIỆM ĐIỀU KIỆN BƠI TRƠN NGÂM DẦU: Tính từ tâm mức dầu phải cách tâm 2R/3 bánh lớn nhất, điều đẳm bảo mức dầu thấp 2R/3 tất bánh Ta có điều kiện sau: Vậy hộp giảm tốc thoả điều kiện bôi trơn ngâm dầu SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 29 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2.3 THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN I Lực tác dụng lên trục: Trục I : T1= 93341 (N.mm) Fr1= 647,11 (N) Ft1= 1476,39 (N) Fa1= 990,6 (N) - Giá trị lực Fr có giá trị từ 0,2 đến 0,3 giá trị lực vòng Ft moment xoắn nối trục tạo Chọn nối trục loại vỏ đàn hồi: +Với Do= 90 (mm) : đường kính qua vịng tâm chốt nối trục đàn hồi Trục II : T2=303569 (N.mm) Fr1= 647,11 (N) Ft1= 1476,39 (N) Fa1= 990,6 (N) Fr2=2704,57(N) Ft2=5782,27(N) Trục III T3=830684 (N.mm) Fr2=2704,57(N) Ft2=5782,27(N) Lực tác dụng truyền xích: Chọn vật liệu chế tạo trục: Chọn vật liệu chế tạo thép C45 có : ,,; ;hoặc 65 ứng với trục có đường kính 30, 50 100 (mm) III Xác định sơ đường kính trục: Theo cơng thức : II - + đường kính trục I: Chọn d1=30 (mm) SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 30 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY + đường kính trục II: Chọn d2=48 (mm) + đường kính trục III: Chọn d3=62 (mm) IV Thiết kế trục: 63,22 - Phác thảo kích thước hộp giảm tốc: 35 50 25 72,5 105 216,76 100 10 295 15 25 Tải FULL (62 trang): https://bit.ly/2TBhLvs Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net 28 Sơ đồ khơng gian SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Fr1 Fr1 Ft1 Ft1 Fa1 Fa1 Fr2 Fa1 + _ Fa1 Ft2 _ + Ft1 Ft1 Fr1 Fr1 Ft2 + _ Fr2 a Trục I T1= 93341 (N.mm) Fr1= 647,11 (N) Ft1= 1476,39 (N) Fa1= 990,6 (N) - Giá trị lực Fr có giá trị từ 0,2 đến 0,3 giá trị lực vòng Ft moment xoắn nối trục tạo Chọn nối trục loại vỏ đàn hồi: +Với Do= 90 (mm) : đường kính qua vịng tâm chốt nối trục đàn hồi Tải FULL (62 trang): https://bit.ly/2TBhLvs Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net - Trong mặt phẳng (y0z): SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 32 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY - Trong mặt phẳng (x0z): SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 33 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Fr1 Ft1 C1 A1 YD XD 57.5 155 Fr 122.5 37209Nmm 37209Nmm Mx A1 + _ Fa1 YA 57.5 E1 D1 B1 Fa1 XA Fr1 Ft1 5896Nmm C1 B1 E1 D1 124925Nmm 95725Nmm 50838Nmm My T A1 B1 B1 A1 C1 D1 E1 C1 D1 E1 46666Nmm SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 24 25 30 30 25 93338Nmm Page 34 3828574 ... vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trò quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động. .. NÓI ĐẦU -*** Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, cơng nghiệp phát triển khơng thể thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc... Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí