THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

LÊ VĂN UYỂN PHẦN THỨ HAI THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Hà nội tháng 9-2015 MỤC LỤC PHẦN II THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Chương 13 SƠ ĐỒ HỆ DẪN ĐỘNG MÁY VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC 13.1 Khái niệm chung máy công tác sơ đồ bố trí hệ dẫn động máy 13.2 Chọn động điện phân phối tỷ số truyền sơ đồ dẫn động Chương 14 THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY VÀ BỘ PHẬN MÁY 14.1 Dữ liệu yêu cầu thiết kế chi tiết máy 23 14.2 Thứ tự tính tốn thiết kế chi tiết hệ dẫn động 23 14.3 Tự động hóa thiết kế chi tiết truyền động 52 Chương 15 THIẾT KẾ KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN MÁY 15.1 Kết cấu chi tiết truyền động 54 15.2 Kết cấu trục phương pháp cố định chi tiết trục .70 15.3 Kết cấu phận ổ, bôi trơn che kín 79 15.4 Kết cấu chi tiết khác 90 15.5 Bôi trơn chi tiết hộp giảm tốc 102 15.6 Lắp ráp, kiểm tra điều chỉnh ăn khớp 105 15.7 Bản vẽ lắp Hộp giảm tốc 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO .131 Chƣơng 13 SƠ ĐỒ HỆ DẪN ĐỘNG MÁY TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC 13.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY CÔNG TÁC VÀ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ DẪN ĐỘNG MÁY Thực tế máy cơng tác đa dạng chủng loại tính sử dụng Tải trọng vận tốc khơng đổi hay thay đổi q trình vận hành Có thể đưa số nhóm máy cơng tác sau làm ví dụ minh họa: Nhóm I bao gồm máy có cơng suất cơng tác khơng đổi hay thay đổi khơng đáng kể cịn vận tốc cấu chấp hành (CCCH) không thay đổi trình vận hành: Các loại băng tải; xích tải; lị quay… Nhóm II bao gồm máy có cơng suất làm việc với tải trọng thay đổi vận tốc không thay đổi, bao gồm cấu máy nâng hạ cầu trục, cầu lăn, thang máy Nhóm III bao gồm máy cơng tác có cơng suất vận tốc công tác thay đổi máy gia công kim loại (Các máy cắt gọt vạn năng: máy tiện, máy phay; máy mài… máy CNC), loại tơ; máy kéo… Hình 13.1 sơ đồ hệ dẫn động (HDĐ) máy vận chuyển liên tục, dùng động điện nối với HGT trục vít khớp nối; Đầu HGT lắp đĩa xích dẫn cịn đĩa bị dẫn lắp trục tang trục tang lắp tang đường kính D(mm) băng tải chuyển động với vận tốc v(m/s) Nhìn chung HDĐ máy cơng tác bao gồm phận sau đây: - Nguồn động lực: Động điện có tốc độ khơng đổi hay thay đổi; Động đốt turbin khí… - TĐCS bao gồm truyền ngoài: truyền đai; truyền xích truyền động bánh để hở hay truyền động bánh ma sát; HGT hay nhiều cấp hộp số - Khớp nối dùng để nối đầu trục lại với Ngoài bố trí thêm số phận khác tùy yêu cầu sử dụng phanh, cấu an toàn… v T1 D Tm T1  T2 T3 H t tm t1 t2 t3 tck F v D B Động ®iƯn Khíp nèi HGT (HGT trơc vÝt) Bộ truyền (Xích) Bang tải: D đ-ờng kính tang F lực kéo v vận tốc băng tải Hỡnh 13.1 Sơ đồ dẫn động máy công tác (băng tải) Tùy thuộc vào loại máy công tác mà hệ thống dẫn động máy (HDĐ) cần có yêu cầu khác Việc lựa chọn sơ đồ bố trí HDĐ yếu tố quan trọng trình thiết kế máy Tùy thuộc vào yêu cầu CCCH; khơng gian bố trí…mà người thiết kế đưa sơ đồ HDĐ hợp lý Việc thiết kế máy công tác thiết kế HDĐ, bao gồm chọn nguồn động lực (chọn động cơ) thiết kế hoăc chọn (mua) truyền động công suất (TĐCS) HGT Phần II tài liệu trình bày phương pháp tính tốn thiết kế HDĐ máy, bao gồm lựa chọn sơ đồ HDĐ; chọn động điện; thiết kế chi tiết phận khác; tính tốn thiết kế kết cấu chi tiết HGT Do khn khổ có hạn nên tài liệu trình bày tính tốn thiết kế HDĐ máy cơng tác có vận tốc khơng thay đổi có cơng suất (lực kéo) phận công tác không đổi thay đổi theo chế độ ổn định Thiết kế chi tiết truyền động trình bày hai dạng bản: - Thiết kế chi tiết truyền động theo phương pháp thông thường - Thiết chi tiết truyền động cách sử dụng phần mềm thiết kế Autodest Inventor 13.1.1 Động điện Động điện sử dụng rộng rãi để tạo cho máy cơng tác Động có nhiều loại: Động chiều; Động xoay chiều (động không đồng bộ; Động đồng bộ); Động bước (động giảm tốc; động rung động Servo) Với dãy động không đồng 3K- 4K có chung ưu điểm hiệu suất cao, mơ men mở máy khỏe độ rung thấp Kích thước dãy công suất phù hợp với dãy tiêu chuẩn IEC Động dùng để dẫn động cho thiết bị máy cắt gọt kim loại, máy nghiền, máy trộn, băng tải… Hiện thị trường có nhiều loại động nhiều công ty chế tạo Bảng PL 13.1&2 giới thiệu thông số kỹ thuật động điện Việt Hung để bạn đọc tham khảo chọn động điện cho HDĐ 13.1.2 Hộp giảm tốc HGT tổ hợp hình thành từ truyền bánh hay trục vít bố trí theo sơ đồ, có tỷ số truyền khơng đổi (u > 1), dùng để giảm tốc độ đồng thời tăng mô men xoắn trục Một loại cấu tương tự dùng để tăng tốc (u < 1) gọi Hộp tăng tốc Tùy thuộc vào số cấp, loại truyền bố trí sơ đồ bố trí mà HGT chia thành loại sau đây: - HGT cấp: HGT bánh trụ (hình 13.2a); HGT bánh (hình 13.3a,b&c); HGT trục vít (hình 13.4a,b&c) - HGT hai cấp: HGT bánh trụ khai triển (hình 13.2b); Khai triển phân đơi (hình 13.2c); hay HGT đồng trục (hình 13.d); HGT – trụ (hình 13.3d&e); HGT Bánh - trục vít (hình 13.4d) hay Trục vít - bánh (hình 13.4e) trục vít hai cấp (hình 13.4g) - HGT ba cấp: HGT côn – Trụ cấp; HGT bánh trụ cấp… Ngoài cách phân loại trên, tùy thuộc vào yêu cầu mà vị trí đầu vào đầu trục bố trí khác Có loại HGT có hai đầu vào (một đầu để nối với động qua khớp nối, đầu để dự phòng hay để nối với thiết bị an toàn) hai đầu (một dẫn động kéo hai phận cơng tác) (hình 13.3c); tâm trục vào nằm mặt phẳng song song với đáy hộp hay nghiêng góc ví trí đường tâm trục vào nằm ngang phía dưới, phía hay thẳng đứng (hình 13.4a,b&c) Tùy thuộc vào yêu cầu kích thước, làm việc…mà truyền thẳng hay nghiêng Việc lựa chọn phương án loại HGT bố trí vị trí truyền ngồi, loại truyền tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể Ngồi HGT cịn có HGT bánh sóng hay HGT hành tinh HGT bánh chốt Động HGT (động gắn liền HGT) Bảng 13.1 cho phạm vi tỷ số truyền nên dùng truyền đai, xích HGT bánh Bảng 13.1 Tỷ số truyền nên dùng cho truyền HGT Loại truyền động Tỷ số truyền Truyền động đai - Đai dẹt - Đai thang - Đai Truyền động xích Hộp giảm tốc cấp - HGT bánh trụ - HGT bánh răng thảng - HGT trục vít Hộp giảm tốc hai cấp - HGT Côn - trụ - HGT bánh trụ (khai triển; phân đôi đồng trục) - HGT Bánh - trục vít Trục vít bánh - HGT cấp trục vít 2…4 3…5 4…10 2…5 4…6 (8) 3…4,5 14…30 10…25 10…40 50…100 200…800 13.1.2.1 Hộp giảm tốc bánh trụ HGT bánh trụ gồm loại sau đây: HGT bánh trụ cấp (hình 13.2a) dùng tỷ số truyền không lớn, thường uh < bánh trụ nghiêng, sử dụng bánh trụ thẳng uh  Do bánh bố trí đối xứng so với gối đỡ trục nên thiết kế nên chọn a lớn (a  0,4…0,5 ) HGT bánh trụ cấp thường dùng tỷ số truyền u h = 10…40, bố trí theo sơ đồ khác nhau: - HGT khai triển (hình 13.2b) Loại có kết cấu đơn giản bánh phân bố không đối xứng so với gối đỡ trục nên làm cho phân bố không tải trọng tăng lên Để khắc phục cần tăng độ cứng trục, tăng độ xác chế tạo giảm chiều rộng vành (chọn a nhỏ) n2 x x n1 x n1 n1 x x x x x x x x n1 x n1 x x x x a) c) b) e) d) Mặt phân cách x x x x x x x x Mặt phân c¸ch h) g) Hình 13.2 HGT bánh trụ cấp - HGT khai triển phân đơi (hình 13.2c) Có thể phân đơi cấp nhanh hay cấp chậm Do sử dụng cặp bánh phân đôi nên dịng cơng suất chia đơi kích thước trục có lắp bánh phân đơi nhỏ Mặt khác sử dụng cặp bánh chữ V (hai bánh nghiêng có hướng ngược nh au với góc nghiêng  lớn (thường  = 30o…40o)) Vì thiết kế loại HGT cần lưu ý: + Có thể sử dụng bánh có chiều rộng vành lớn (chọn a lớn) + Một trục có lắp bánh phân đơi cần lắp ổ tùy động - HGT đồng trục (hình 13.2e), loại HGT có đặc điểm đường tâm trục vào nằm đường thẳng kích thước hộp giảm theo chiều dài tăng theo chiều rộng Do có ổ trục nằm bên hộp nên việc chế tạo, lắp ghép bơi trơn ổ khó khăn Mặt khác trục trung gian tương đối dài nên cần chọn đường kính trục lớn HGT bánh trụ cấp có tỷ số truyền u h = 40…250, thường bố trí theo sơ đồ khai triển hay phân đôi cấp trung gian Bề mặt phân cách HGT bánh trụ song song với mặt đáy (hình 13.2g) tạo với mặt đáy góc (hình 13.2h) II MỈt phân cách Mặt phân cách x x x n1 n1 x n1 II II a) b) c) III II z1 z3 I z4 Mặt phân cách z2 n3 II z1 z3 z4 I I z2 III d) e) Hình 13.3 HGT bánh côn cấp HGT côn trụ cấp HGT bánh trụ sử dụng nhiều so với loại HGT khác có nhiều ưu điểm chế tạo lắp ghép đơn giản; hiệu suất truyền động cao 13.1.2.2 Hộp giảm tốc bánh côn HGT côn trụ hai cấp HGT bánh côn dùng cần truyền chuyển động mô men trục giao thường 90o (hình 13.3) - Khi tỷ số truyền u h  nên dùng HGT bánh côn cấp phổ biến bánh côn thẳng (khi uh  4,5) cong u h  Tùy theo yêu cầu đầu trục mà trục bố trí mặt phẳng nằm ngang (hình 13.3a) trục có phương thẳng đứng (hình 13.3b) - HGT côn trụ hai cấp sử dụng tỷ số truyền lớn uh = 10…40 Trường hợp bố trí theo sơ đồ hình 13.3d trục vào nằm ngang trục III thẳng đứng (hình 13.3e) - HGT trụ cấp dùng uh = 25…75 Trong HGT có bánh bánh thường bố trí cấp nhanh cấp chậm sử dụng bánh trụ răng thẳng hay nghiêng Hướng cần chọn cho có lợi lực tác dụng lên ổ Với HGT bánh trụ ba cấp bố trị cấp chậm theo sơ đồ dạng khai triển hay khai trin phõn ụi Mặt phân cách Mặt phân cách Mặt phân cách n1 a) b) c) Mặt phân cách d) Mặt phân cách n3 n1 e) g) h) Hình 13.4 HGT trục vít cấp HGT trục vít bánh HGT bánh thường có giá thành cao chế tạo bánh côn phức tạp so với bánh trụ; Mặt khác, lắp ráp điều chỉnh phức tạp ( yêu cao trùng đỉnh mặt côn lăn u cầu độ xác chế tạo lắp ghép cao ) Trong truyền động bánh côn, để tăng độ cứng tải phân bố đường tiếp xúc, trục bánh côn nhỏ nên trí theo sơ đồ hình 13.3c 13.1.2.3 Hộp giảm tốc trục vít trục vít bánh HGT trục vít dùng cần truyền chuyển động hai trục chéo với góc chéo 90o Bao gồm loại sau đây: - HGT trục vít cấp thường dùng tỷ số truyền uh = 14…30 Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng mà vị trí trục vít bố trí theo sơ đồ khác (hình 13.4a,b&c) - HGT bánh răng- trục vít trục vít - trục vít cần tỷ số truyền uh = 50…100 (hình 13.4d&e) - Nếu tỷ số truyền lớn (uh = 200…800) sử dụng HGT trục vít hai cấp (hình 13.4g) Vì HGT dùng phổ biến máy công tác nên chế tạo sẵn bán rộng rãi thị trường Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng mà chọn loại HGT cho phù hợp (theo T tỷ số truyền u h) Tuy nhiên số trường hợp, người thiết kế thiết kế HGT theo thông số kỹ thuật yêu cầu Nội dung thiết kế chi tiết HGT máy cơng tác trình bày cụ thể chương 14 13.2 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN TRONG SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG MÁY Một hệ dẫn động máy thường bao gồm phận Động điện; Khớp nối Khớp nối kết hợp phanh; Bộ truyền ngồi (bộ truyền xích; truyền đai hay truyền bánh để hở) Hộp giảm tốc bố trí theo trình tự cho có lợi kích thước khn khổ, giá thành, an tồn thuận tiện q trình vận hành sửa chữa nhằm thỏa mãn yêu cầu thiết kế Máy công tác coi hợp lý sơ đồ dẫn động máy hợp lý Thực tế gặp hai trường hợp sau thiết kế máy công tác: - Thiết kế máy công tác biết trước sơ đồ hệ dẫn động - Thiết kế máy công tác xuất phát từ việc chọn sơ đồ dẫn động máy Trong hai trường hợp phải chọn động điện tiến hành xác định tỷ số truyền truyền HDĐ Trên sở xác định thơng số kỹ thuật cần thiết để thiết kế chi tiết phận máy (ví dụ muốn thiêt kế bánh răng, ngồi u cầu kích thước, tiếng ồn, thời gian sử dụng người thiết kế cần phải biết trước: công suất truyền P; tốc độ quay n (hoặc mô men T); hiệu suất  tỷ số truyền u truyền 13.2.1 Khi biết trƣớc sơ đồ dẫn động máy cơng tác Vì sơ đồ dẫn động máy xác định trước (bao gồm loại truyền ngoài; loại HGT số cấp, vị trí bố trí) nên tiến hành chọn động điện sau: 13.2.1.1 Chọn tốc độ đồng động a) Xác định tốc độ quay trục công tác (trục tang) 60.1000 v .D b) Xác định tỷ số truyền chung u c n ct  uc  (13.1) n đb n ct (13.2a) Trong nđb tốc độ đồng động điện Hiện động chế tạo với loại tốc độ đồng sau: 750; 1000; 1500 3000vg/ph c) Sơ chọn trước tỷ số truyền truyền ngoài: u ng xác định tỷ số truyền hộp giảm tốc tương ứng với tốc độ đồng động uh  uc u ng (13.3) e) Lập bảng thống kê Để tiện so sánh bảng thống kê cần thể được: - Tốc độ đồng động cơ: nđb = 750; 1000; 1500 3000vg/ph - Bộ truyền tỷ số truyền u ng - Loại hộp giảm tốc tỷ số truyền hộp uh Ghi chú: cho trước sơ đồ dẫn động nên loại truyền HGT xác định nên bảng có dạng sau Tốc độ đồng động cơ,vg/ph Tỷ số truyền chung uc = nđb/nct Loại truyền Tỷ số truyền ung Loại, số cấp HGT Tỷ số truyền uh 750 1000 1500 3000 uc = uc = uc = uc = - - - - ung = ung = ung = ung = uh= uc /ung uh= uc /ung - uh= uc /ung uh= uc /ung Theo kết tính bảng dựa vào bảng 13.1 (tỷ số truyền nên dùng truyền loại HGT), chọn tốc độ đồng động hợp lý 13.2.2.2 Xác định công suất yêu cầu động a) Khi cấu chịu tải trọng ổn định thay đổi khơng đáng kể công suất yêu cầu đặt trục động xác định theo công thức sau: Pyc  Pct  (13.4a) b) Khi cấu chấp hành chịu tải trọng thay đổi theo qui luật hình 13.5, cơng suất u cầu tính theo cơng thức sau: Pyc  Ptđ  (13.4b - Pct công suất trục công tác cấu chấp hành xác định sau: Pct = F.v/1000,KW (13.5a) - Ptđ công suất tương đương xác đinh sau: P  Ptđ   P t i  P1   i  i 1 i 1  P1  k k i  t  i  t i      Trong công thức trên: (13.5b) T1 v(m/s) vận tốc cấu chấp hành Tm T1 F(N) lực kéo tác dụng cấu T2 Pi công suất tác dụng thời gian tương ứng ti T3 P1 công suất lớn tác dụng lâu dài công suất Pi  hiệu suất HDĐ, bao gồm tổn hao từ động đến trục công tác xác định nhờ công thức sau: k t tm t1 t2 t3 tck Hình 13.5 Sơ đồ tải trọng thay đổi     ij với i hiệu suất i 1 phận (hiệu suất bánh răng, hiệu suất ổ lăn…); j số phận xuất hệ dẫn động (trong vi dụ 10  = k h x ol (k hiệu suất khớp; h hiệu suất HGT: h  br ol2 ; x hiệu suất truyền xích ol hiệu suất gối đỡ trục tang); Hiệu suất phận máy tra bảng 13.2 Bảng 13.2 Hiệu suất truyền ô Hiệu suất,  Tên gọi Bộ truyền bánh trụ Bộ truyền bánh Bộ truyền trục vít: - Tự hãm - Không tự hãm z1 = z1 = z1 = Bộ truyền bánh ma sat Bộ truyền đai Bộ truyền xích Một cặp ổ lăn Một cặp ổ trượt Được che kín Để hở 0,96…0,98 0,95…0,97 0,4…0,5 0,7…0,75 0,75…0,82 0,85…0,92 0,90…0,96 0,95…0,97 0,99…0.995 0,98…0,99 0,93…0,95 0,92…0,94 0,2…0,3 0,70…0,88 0,95…0,96 0,90…0,93 13.2.2.3 Chọn động điện Dựa vào công suất yêu cầu tốc độ đồng sơ xác định trên, tra bảng PL 13.1&2 để chọn qui cách động thỏa mãn điều kiện sau: Động điện chọn có công suất động P đc tốc độ đồng nđb theo điều kiện sau: Pđc  Pyc (13.6) nđb  nsb Ngoài động chọn cần đủ mô men để khởi động theo điều kiện: (13.7) Tmax Tk  Tđm Tđm Tra bảng PL 13.1&2 xác định thơng số kích thước động điện sau: - Loại động cơ: (ký hiệu động điện) - Pđc = …KW; nđc = …vg/ph - Tmax/ Tđm = … > Tmax/ Tđm = … - Đƣờng kính trục động dđc = …mm 11 13.2.2.4 Phân phối tỷ số truyền HDĐ a) Xác định xác tỷ số truyền chung theo cơng thức sau: uc  n đc  u ng u h n ct (13.7) b) Dựa vào bảng (13.1) kết tính uc để chọn lại tỷ số truyền truyền ngồi tính xác tỷ số truyền hộp ngược lại lập lại bảng : Tốc độ động cơ,vg/ph nđc = Tỷ số truyền chung u c = nđc/nct uc = Loại truyền - Tỷ số truyền ung ung = Loại, số cấp HGT Tỷ số truyền uh uh = uc /ung Ghi chú: - Tỷ số truyền phận nên nằm giới hạn (bảng 13.1) - Nếu HGT nhiều cấp tiến hành phân phối tỷ số truyền cấp hộp với - Với sơ đồ có HGT trục vít utv chọn cho z2 = utv.z1> 28; thường chọn z1 = (ví dụ hình 13.1) 13.2.2.5 Xác định thơng s ố kỹ thuật trục hộp giảm tốc Để có liệu thiết kế chi tiết HDĐ HGT, cần xác định thông số kỹ thuật (P; n T) trục HGT Trong bảng 13.3, ký hiệu trục sau: - Trục động điện - Trục I trục vào HGT - Trục II (với HGT cấp trục II trục ra) - Trục cơng tác (trục tang) Tiến hành xác định P i; ni Ti với i trục lập bảng thông số kỹ thuật sau (trong trường hợp xét hình 13.7 trục 12 động nối với trục vào khớp nối nên uđc/I = uk; cịn truyền ngồi truyền xích nên u ng = ux) Bảng 13.3 Thông số kỹ thuật trục HGT Trục Động Thông số I uk= II uh = Công tác ux = Công suất P(KW) Pyc = Pct/ ← ← F.v/1000 Tốc độ quay n(vg/ph) nđc → → nct = nđc/uh.ux Mô men T(N.mm) - - - - Chú ý: - Khi xác định công suất trục cần xuất phát từ cơng suất trục cơng tác tính ngược trục động theo công thức sau: PII  Pct ct II (13.8) với ct-II hiệu suất từ trục công tác trục II Tương tự tính PI Pyc (công suất yêu cầu trục động cơ) - Khi xác định tốc độ quay trục lại xuất phát từ trục động tiến hành tính tốc độ trục theo công thức sau: nI  n đc u đc  I (13.9) với uđc-I tỷ số truyền từ trục động đên trục I Nếu trục động nối với trục vào HGT khớp uđc-I = uk = 1; ngược lại dùng truyền đai uđc-I = uđ - Khi biết P n ta tính mô men truc theo công thức sau: T  9,55.10 P , Nmm n (13.10) 13 Ví dụ 13.1 Xác định thơng số kỹ thuật cho sơ đồ hệ dẫn động băng tải bố trí theo sơ đồ hình 13.6 Biết : Lực kéo băng tải F = 2150N; Vận tốc di chuyển băng tải v = 1,1m/s; Đường kính tang D = 300mm Tk / Tđm = 1,9 v T1 D H Tk  T1 t tm tck B F v D Động điện Khíp nèi Hép gi¶m tèc- HGT trơc vÝt Bộ truyền ngoài- Xích Băng tải: D = ( mm) F = (N) v = (m/s) Thêi gian sử dụng t (giờ) Chế độ làm việc: D B v F Hình 13.6 Sơ đồ HDĐ băng tải Bài giải Bƣớc Chọn động điện a) Tốc độ quay trục công tác: n ct  60.1000 v 6.10 1,1   70,06( vg / ph) .D .300 b) Xác định tỷ số truyền chung theo công thức (13.3a); Chọn sơ tỷ số tuyền truyền ngồi ; Tính tỷ số truyền hộp kết bảng đây: Tốc độ đồng động cơ,vg/ph 750 1000 1500 10,7 14,28 21,42 Bộ truyền BT Xích BT Xích BT Xích Tỷ số truyền ung ux = ux = ux = HGT cấp BR côn uh= 3,56 HGT cấp BR côn HGT cấp BR côn uh= 4,76 uh= 7,1 Tỷ số truyền chung uc= nđb/nct Loại, số cấp HGT Tỷ số truyền uh 14 Từ kết tính trên cho thấy khơng nên dùng động có nđb = 1500vg/ph tỷ số truyền xích HGT bánh lớn Như hai phương án chọn động có tốc độ đồng nđb = 1000vg/ph hợp lý c) Xác định công suất yêu cầu động Do chế độ tải trọng không đổi HDĐ kéo hai băng tải nên công suất yêu cầu động xác định theo cơng thức (13.4a) có dạng sau: Pyc  Pct P'  ct , với   Pct' công suất trục cơng tác (trục tang) Trong đó: P  F.v  2.(2150 ).(1,1)  4,730KW ct 1000 1000  hiệu suất chung hệ tính theo cơng thức sau:    k  br 3ol  x  (1).0,96.(0,99) 0,96  0,885 Các hiệu suất thành phần: k = 1; br = 0,96; ol = 0,99; x = 0,96 Vậy công suất yêu cầu động là: P  Pct  4,73  5,34KW yc  0,885 Tra bảng PL13.1&2, với Pyc = 5,34KW nđb = 1000vg/ph, tìm động sau: - Loại động cơ: 3K160S6 - Pđc = 5,5KW; nđc = 960vg/ph - Tmax/ Tđm = 2,2 > Tmax/ Tđm = 2,0 - Đƣờng kính trục động dđc = 38mm Bƣớc Phân phối tỷ số truyền - Tỷ số truyền chung hệ: u  n đc  960  13,702 c n lv 70,06 - Chọn ux = 3,2 u  u c  13,702  4,28 h ux 3,2 (các tỷ số truyền xích HGT nằm giới hạn nên dùng ux < ubr) Bƣớc Xác định thông số kỹ thuật trục HGT 3.1 Công suất trục PII  Pct 2,365   2,488 η ct II 0,95 PI  PII 2,488   5,236 Pyc  5,34 η III 0,95 3.2 Vận tốc quay trục 15 nI  n đc 960   960 ; u đc I n II  nI 960   224,29 n CT  70,09 u BR 4,28 3.3 Mô men trục Mơ men trục tính theo cơng thức (13.6) , thay số liệu vào ta có kết sau: T1 = 52087Nmm; T2 = 105936Nmm; Tct = 322239Nmm Kết tính tốn thơng số kỹ thuật trục HGT cho bảng đây: Bảng 13.3a Thông số kỹ thuật trục HGT Trục Thông số Công suất P(KW) Tốc độ quay n(vg/ph) Mô men T(N.mm) Động I Khớp Pđc = 5,5 (Pyc = 5,34) 960 53128 II Công tác UBR = 4,28 ux = 3,2 2.2,618= 5,236 960 2,488 F.v/1000 = 2,365 224,29 70,09 52087 105936 322239 13.2.2 Chọn động chƣa biết trƣớc sơ đồ dẫn động máy Vì có nhiêu tiêu thông số ảnh hưởng lựa chọn sơ đồ dẫn động máy nên việc lựa chọn sơ đồ hợp lý khó khăn để minh họa cho ý tưởng xem xét trình chọn sơ đồ dẫn động máy thơng qua ví dụ sau đây: Một sở sản xuất cần vận chuyển nguyên liệu từ điểm A nhà máy hệ thống vận chuyển băng tải Năng suất vận chuyển Q(T/giờ), tương đương với lực kéo băng F = 5200N; vận tốc di chuyển băng tải v=1,15m/s Tang có đường kính D=400mm Thời hạn sử dụng t=15000giờ Yêu cấu sở: - Tận dụng số trang thiết bị có nhà máy động điện Cụ thể sở số động điện sau: động chân đế tốc độ đồng 750vg/ph 1000vg/ph công suất Pđc = (5,5; 7,5; 11 15KW) (xem thêm PL 13.1&2) - Môi trường làm việc: độ ẩm bình thường; bụi có hệ thống cấp tải ổn định - Hệ thống phải nhỏ gọn, làm việc êm giá thành hợp lý 16 Bài giải 1) Chọn sơ đồ dẫn động máy Chọn sơ đồ dẫn động máy chọn phận vị trí bố trí sơ đồ, bao gồm: - Động điện - Bộ truyền ngoài: loại truyền tỷ số truyền (bộ truyền đai; truyền xích hay bánh để hở) - HGT: loại hộp tỷ số truyền hộp - Khớp nối: loại khớp Trong số máy công tác khớp kết hợp phanh Vì để chọn phương án dẫn động máy hợp lý, cần xác định số thông số ban đầu sau đây: a) Tốc độ quay trục công tác (trục tang) theo công thức (13.1): n ct  60.1000 v .D 60.1000 v 60000 1,15   54,93vg / ph .D .400 b) Tính tỷ số truyền chung hệ dẫn động Tỷ số truyền chung xác định cơng thức (13.2a): Trong ví dụ xét thì: n ct  uc  n đb n ct c) Xác định tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc - Chọn sơ loại tỷ số truyền truyền ngoài: ung - Xác định tỷ số truyền hộp nhờ công thức (13.3): uh  uc u ng Ghi chú: Ở số máy công tác khơng bố trí truyền ngồi uh = uc d) Lập bảng thống kê Để tiện so sánh, bảng thống kê cần thể được: - Tốc độ đồng động (trường hợp xét lấy nđb = 750vg/ph nđb = 1000vg/ph) - Có hay khơng có truyền ngồi Trong trường hợp nên dùng truyền ngồi Đai Xích 17 - Tỷ số truyền loại hộp giảm tốc Kết tính tốn cho ví dụ cho bảng sau Tốc độ đồng động nđb = 750vg/ph nđb = 1000vg/ph 13,65 18,2 ung = Loại truyền ung = Đai Xích Đai Xích Đai bt Xích) Tỷ số truyền: uh uh = 4,55 uh = 6,06 Loại HGT dùng HGT cấp bánh trụ côn HGT bánh trụ cấp Khơng có truyền ngồi Tỷ số truyền: uh uh = 13,65 uh = 18,2 Tỷ số truyền chung uc = nđb/nct Có truyền ngồi (bt Tỷ số truyền: ung Loại HGT dùng HGT bánh hai cấp HGT bánh hai cấp HGT trục vít cấp Từ bảng kết tính tốn u cầu thiết kế ta có nhận xét sau: - Nếu cơng suất truyền khơng lớn nên bố trí truyền ngồi truyền đai thang truyền xích Và ví dụ xét, làm việc điều kiện độ ẩm bình thường; bụi tải vào ổn định nên sử dụng truyền đai thang cho giá thành ồn so với dùng truyền xích - Nếu sử dụng đai thang ngồi hợp lý dùng HGT bánh trụ nghiêng cấp có góc nghiêng lớn (vì giá thành chế tạo lắp đặt rẻ so với dùng HGT bánh côn) - Nếu không dùng truyền ngồi dùng HGT bánh trụ hai cấp; HGT bánh côn - trụ hai cấp HGT trục vít cấp Tuy nhiên trường hợp khơng nên sử dụng phương án - Có thể dùng động điện có nđb = 750vg/ph nđb = 1000vg/ph Vậy ta có sơ đồ bố trí HDĐ sau (hình 13.7) 18