ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Khoa Cơ khí Động lực …………o0o…………… ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Sinh viên thực hiện: Lê Minh Thành MSSV:18810620015… Lớp:D13CODT2 Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật điện tử Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Việt Hưng Kýtên:……………………………… ĐỀ TÀI: Đề số 2: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Phương án: 14 Hệ dẫn động băng tải gồm: - Động điện pha không đồng bộ; - Nối trục đàn hồi; - Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp khai triển; - Bộ truyền xích ống lăn; - Băng tải Số liệu thiết kế: Lực vòng băng tải, F(N) : 8500N Vận tốc băng tải , v(m/s) : 1,15m/s Số đĩa xích tải dẫn, z (răng) : 25 Bước xích tải , p(mm) : 25,4mm Thời gian phục vụ L, năm: năm Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T ; t1 = 24 ; T2 = 0,85T ; t2 = 48 YÊU CẦU: - Vẽ phần mềm AutoCad - 01 thuyết minh; - 01 vẽ lắp A0 - 01 vẽ chi tiết A3 NỘI DUNG THUYẾT MINH 1.Xác định công suất động phân bố tỉ số truyền 2.Tính tốn thiết kế chi tiết máy - Tính tốn truyền hở (Đai , xích, bánh răng) -Tính truyền hộp giảm tốc (Bánh răng, trục vít) - Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực - Tính tốn thiết kế trục then - Chọn ổ lăn nối trục - Chọn thân máy, Bu lông chi tiết phụ Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép Tài liệu tham khảo THỜI GIAN BẢO VỆ: THÁNG NĂM 2021 BẢNG SỐ LIỆU ĐỀ Phương Án F, N 2000 2500 3000 v, m/s 1,1 1,15 1,2 0,9 D, mm 400 400 500 L, năm t1, giây 58 t2 , giây 4500 5000 5500 0,85 1,35 1,3 1,2 315 315 500 500 400 6 45 36 15 30 48 44 12 14 24 30 48 48 30 45 60 T1 T T T T T T T T T2 0,85T 0,9T 0,8T 0,85T 0,9T Phương Án 10 11 14 15 16 F, N 6000 6500 7000 8500 9000 9500 v, m/s 0,7 1,05 1,2 1,0 0,85 1,15 0,8 0,95 D, mm 315 400 500 400 315 500 315 400 L, năm 7 6 t1, giây 17 30 45 60 12 24 36 48 t2, giây 34 48 44 12 36 48 15 30 T1 T T T T T T T T 3500 4000 0,8T 0,85T 0,8T 12 13 7500 8000 T2 0,85T 0,9T 0,8T 0,85T 0,9T 0,85T 0,85T 0,9T MỤC LỤC Nội dung Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất động .4 1.1.2 Xác định số vòng quay sơ .4 1.1.3 Chọn động .5 1.2 Phân phối tỉ số truyền .5 1.2.1 Tỉ số truyền hệ dẫn động .5 1.2.2 Công suất trục .6 1.2.3 Số vòng quay trục 1.2.4 Mô men xoắn trục CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN .8 2.1 Tính tốn thiết kế truyền xích 2.1.1 Chọn loại xích 2.1.2 Xác định số đĩa xích 2.1.3 Xác định bước xích 2.1.4 Kiểm tra số vòng quay tới hạn 2.1.5 Tính tốn vận tốc trung bình 2.1.6 Lực vịng có ích 2.1.7 Tính tốn kiểm nghiệm bước xích 10 2.1.8 Xác định khoảng cách trục số mắt xích .10 2.1.9 Tính chiều dài dây xích 10 2.1.10 Kiểm tra số lần va đập xích giây .11 2.1.11 Kiểm nghiệm truyền xích 11 2.1.12 Lực tác dụng lên trục 12 2.2 Tính tốn thiết kế hộp giảm tốc .15 2.2.1 Tính tốn truyền cấp nhanh 15 2.2.2 Tính tốn truyền cấp chậm 25 2.3 Tính tốn thiết kế trục then 35 2.3.1 Vật liệu chế tạo trục ứng suất cho phép .35 2.3.2 Thiết kế sơ theo mô men xoắn 35 2.3.3 Thiết kế trục .37 2.3.4 Chọn then cho tiết diện trục .50 2.3.5 Kiểm nghiệm độ bền trục 50 2.3.6 Kiểm nghiệm Then 53 2.4 Tính chọn ổ lăn .55 2.4.1 Ổ lăn trục I 55 2.4.2 Ổ lăn trục II .57 2.4.3 Ổ lăn trục III .59 2.5 Tính chọn khớp nối 61 CHƯƠNG 3: CHỌN THÂN MÁY, BU LÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ 63 3.1 Chọn thân máy, bu lông 63 3.2 Bôi trơn hộp giảm tốc .65 3.3 Các chi tiết phụ .66 3.3.1 Vòng chắn dầu 66 3.3.2 Chốt định vị .66 3.3.3 Nắp quan sát .67 3.3.4 Nút thông 68 3.3.5 Nút tháo dầu .69 3.3.6 Que thăm dầu 70 3.4 Dung sai lắp ghép 70 3.4.1 Dung sai lắp ghép bánh 70 3.4.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn 71 3.4.3 Dung sai lắp ghép vòng chắn dầu .72 3.4.4 Dung sai lắp ghép then .72 Tài liệu tham khảo .73 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, nên công nghiệp phát triển thiếu nên khí đại Vì tầm quan trọng hệ thơng dẫn động khí lớn Hiểu biết lý thuyết vận dụng thực tiễn yêu cầu cần thiết người kĩ sư Để nắm vững lý thuyết chuẩn bị tốt việc trở thành người kĩ sư tương lai Đồ án môn học chi tiết máy nghành khí mơn học giúp cho sinh viên nghành khí làm quen với kĩ thiết kế, tra cứu sử dụng tài liệu tốt hơn, vận dụng kiến thức học vào việc thiết kế hệ thống cụ thể Ngồi mơn học giúp sinh viên củng cố kiến thức môn học liên quan, vận dụng khả sáng tạo phát huy khả làm việc theo nhóm Trong q trình thực đồ án mơn học này, em ln hướng dẫn tận tình thầy giáo ThS Nguyễn Việt Hưng thầy mơn khoa khí Em xin trân thành cảm ơn thầy giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học Sinh viên Lê Minh Thành CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.1.1 Xác định công suất động Hiệu suất truyền động:   br1.br2 ol d kn  0,96.0,96.0,994.1.0,93  0,82 (2.9)  br1  0,96 : Hiệu suất truyền bánh nghiêng cấp nhanh  br  0,96 : Hiệu suất truyền bánh thẳng cấp chậm  ol  0,99 : Hiệu suất cặp ổ lăn (4 cặp ổ lăn)  kn  : Hiệu suất khớp nối  x  0,93 : Hiệu suất truyền xích Cơng suất trục công tác: Plv  F.v 8500.1,15   9,775(kW) 1000 1000 (2.11) Hệ số tương đương đổi công suất làm việc sang đẳng trị:  Ti  2 .t i  T1   T2  t1 t2 i 1  max       n  Tmax  t1  t  Tmax  t1  t  ti n K td   T i 1 (2.14) 24 48 T  0,85T       0,903   T  24  48  T  24  48 Công suất cần thiết: Pct  Plv K td 9,775.0,903   10,76(kW)  0,82 (2.8) 1.1.2 Xác định số vòng quay sơ Số vịng quay trục cơng tác: *Trường hợp hệ dẫn động băng tải n lv  60000 v 1,15  60000  43,927 .D .500 (2.16) Chọn sơ tỷ số truyền hệ thống: (Chọn tỷ số truyền u x  2;u hgt  10 ) u sb  u n u hgt  2.10  20 Số vòng quay sơ động cơ: n sb  n lv u sb  43,927.20  878,54(vg / ph) (2.18) 1.1.3 Chọn động Động điện có thơng số thỏa mãn: Pdc  Pct  n dc  n sb (2.19) Theo phụ lục P1.2 trang 235 – [1] Bảng 1.1 Thông số động Kiểu P n động (kW) (vg/ph) Dk63-4 14 1460 cos  0,88 Tk Tdn Tmax Tdn Momen xoắn Khối lượng roto (kg) 1,4 2,3 0,75 190 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 Tỉ số truyền hệ dẫn động u ht  n dc 1460   33,2 n lv 43,927 Hộp giảm tốc: Chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc uhgt = 10 *Bộ truyền xích: u x  n dc 1460   3,32 n lv u hgt 43,927.10 Phân phối tỷ số truyền hộp giảm tốc: Bảng 3.1 – trang 43 – [1]  Tỷ số truyền cặp bánh trụ nghiêng cấp nhanh : unh = 3.83  Tỷ số truyền cặp bánh trụ thẳng cấp chậm : uch = 2.61 Tỷ số cuối hộp giảm tốc: u hgt  u nh u ch  3,83.2,61  10 1.2.2 Công suất trục Công suất trục III là: Plv 9,775   10,6(kW) x ol 0,93.0,99 PIII  Công suất trục II là: PII  PIII 10,6   11,15(kW)  br ol 0,96.0,99 Công suất trục I là: PI  PII 11,15   11,73(kW)  br1 ol 0,96.0,99 Công suất động động là: Pdc '  PI 11,73   11,8(kW) kn ol 1.0,99 1.2.3 Số vòng quay trục nI  n dc 1460   1460(vg / ph) u kn n II  n I 1460   381,2(vg / ph) u nh 3.83 n III  n II 381,2   146(vg / ph) u ch 2,61 1.2.4 Mô men xoắn trục Momen xoắn trục I là: TI  9,55.106 PI 11,73  9,55.106  76727(Nmm) nI 1460 Momen xoắn trục II là: TII  9,55.106 PII 11,15  9,55.106  279334(Nmm) n II 381,2 Momen xoắn trục I là: TIII  9,55.106 PIII 10,6  9,55.106  693356(Nmm) n III 146 Bảng 1.2 Bảng đặc tính Trục Động I II III Cơng tác Thông số Tỉ số truyền n (vg/ph) P (kW) 3,83 2,61 3,32 1460 1460 381,2 146 43,927 14 11,73 11,15 10,6 9,775 76727 279334 693356 T (Nmm) CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN 2.1 Tính tốn thiết kế truyền xích  Cơng suất truyền: PIII  10,6 kW Suy Q t  0,5.4009  0,37.725  2272,75N  FrA II  4009N Chọn Q t  2272,75N  C0  25,2kN Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 2.4.3 Ổ lăn trục III Thông số trục III: - Số vòng quay: n III  146vg / ph - Đường kính ngõng trục: d III  60mm 2.4.3.1 Chọn loại ổ lăn Do trục III chịu tác dụng lực hướng tâm, ta dùng ổ đỡ dãy cho gối đỡ đầu trục 2.4.3.2 Chọn sơ kích thước ổ Với đường kính ngõng trục d III  60mm , theo bảng phụ lục P2.7 – trang 255 – [1] ta chọn sơ với thông số sau: (Cỡ nặng) Bảng 2.11 Bảng chọn sơ ổ lăn trục III Kí hiệu ổ d, mm 412 D, mm 60 150 B,mm r, mm 35 Đường kính C, bi, mm kN 28,58 85,6 3,5 Co , kN 71,4 2.4.3.3 Tính kiểm nghiệm khả tải ổ Điều kiện làm việc: - Hệ số kể đến vòng quay: V  - Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, nhiệt độ   105C suy k t  - Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, theo bảng 11.3 – trang 215 – [1] tải trọng tĩnh, không va đập: k d  59 Lực hướng tâm xác định theo công thức: 2 FrBIII  FxB  FyB  3077,7  12099,7  12485N III III 2 FrDIII  FxD  FyD  1391,32  2609,7  2957,4N III III Ta tiến hành kiểm nghiệm với ổ chịu tải lớn  FrBIII  12485N Do trục chịu tác dụng lực hướng tâm nên X  Tải trọng quy ước Q (theo 11.3) : Q  X.V.Fr k t k d  1.12485.1.1  12485N Khả tải trọng động: Cd  Q.m L Trong đó: - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn, ổ bi: m  - Tải trọng động quy ước: Q  12,4kN - Tuổi thọ tính triệu vịng quay (Bảng 11.2 – trang 214 – [1] ) L 60.n.L h với L h  15.103 (giờ) 10 60.146.15.103 L  131,4 (triệu vòng) 106 Suy ra: Cd  12,4 131,4  63,04kN Ổ chọn phải đảm bảo điều kiện: C  85,6  Cd  63,04   d  d ngongtruc  (11.16) Nên ổ 412 đảm bảo bền, Chọn ổ 60 Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: Theo công thức 11.19 – trang 221 – [1]: Q t  X FrBIII  Y0 Fa3 với X  0,6 Y0  0,5 Suy Q t  0,6.12485  0,5.0  7491N  FrBIII  12485N Chọn Q t  7491N  C0  71,4kN Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 2.5 Tính chọn khớp nối Chọn nối trục vòng đàn hồi, sử dụng để nối trục động trục hộp giảm tốc hệ thống băng tải với: P1  14kW;n1  1460vg / ph Vật liệu chốt – thép 45 với ứng suất uốn cho phép   u   80MPa , ứng suất dập chốt ống  d   4MPa Momen danh nghĩa truyền qua nối trục: T  9,55.106 P1 14  9,55.106  91575Nmm n1 1460 Hệ số làm việc k  1,2 Theo bảng 16-10a – trang 68 – [2] Bảng 2.12 Kích thước nối trục vịng đàn hồi T,Nm d D dm L l d1 91,5 100 36 50 40 71 22 104 D0 Z n max B B1 5700 28 l1 D3 21 20 l2 20 Theo bảng 16-10b – trang 68 – [2]: Bảng 2.13 Bảng kích thước vịng trục đàn hồi 61 T,Nm dc d1 D2 l l1 l2 l3 h 91,5 10 M8 15 42 20 10 15 1,5 Điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi: d  2.k.T 2.1,2.91575   3,4MPa   d   4MPa Z.D d c l3 6.71.10.15 Điều kiện sức bền chốt: u  k.T.l0 1,2.91575.25   64,5MPa   u   80MPa 0,1.d c D0 Z 0,1.103.71.6 Trong đó: l0  l1  l2 10  20   25mm 2 CHƯƠNG 3: CHỌN THÂN MÁY, BU LÔNG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ 3.1 Chọn thân máy, bu lông Vỏ hộp giảm tốc: Vật liệu chế tạo hộp giảm tốc gang xám GX15-32 phương pháp chế tạo đúc, bề mặt lắp ghép vỏ hộp thường qua tâm trục Nhờ việc lắp ghép chi tiết thuận tiện kích thước phần tử tạo nên hộp giảm tốc đúc tính theo bảng sau: Bảng 3.1 Các kích thước phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc Tên gọi Biểu thức tính toán Chiều dày: - Thân hộp,    0,03.a w   0,03.221   9,63 Chọn   10mm 1  0,9.  0,9.10  9mm 62 - Nắp hộp, 1 Gân tăng cứng: - Chiều dày, e e   0,8  1    10 chọn e  10 - Chiều cao, h h  58 chọn h  50mm - Độ dốc Khoảng 2 Đường kính: - Bulong nền, d1 d1  0,04.221  10  18,84  12mm - Bulong cạnh ổ, d  d1  20mm - Bulong ghép bích nắp thân, d d   0,7  0,8  d1  0,8.20  16mm - Vít ghép nắp ổ, d d   0,8  0,9  d  14mm - Vít ghép nắp cửa thăm, d d   0,6  0,7  d  0,6.16  10mm d   0,5  0,6  d  0,5.16  8mm Mặt bích ghép nắp thân: - Chiều dày bích thân hộp, S3 S3   1,4  1,8  d  1,6.13  21mm - Chiều dày nắp bích hộp, S4 S4   0,9  1 S3  0,9.21  19mm - Bề rộng bích nắp thân, K K  K      50   45mm Kích thước gối trục: - Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3  190mm D3 ,D (tra bảng 18.2 – tr88 – [2]) D  120mm - Bề rộng mặt ghép bulong cạnh ổ: K K  E  R      26  21   50mm - Tâm lỗ bulong cạnh ổ: E C (k E  1,6.d  1,6.16  26mm khoảng cách từ tâm bulong đến mép lỗ) 63 R  1,3.d  1,3.16  21mm C D3 190   95 ; 2 k  1, 2.d  1,2.16  19,2mm  k  20mm - Chiều cao h h  14mm Mặt đế hộp: - Chiều dày: khơng có phần lồi S1 S1   1,3  1,5  d1  1,5.20  30mm Dd xác định theo đường kính dao kht có phần lồi: Dd ,S1 ,S2 S1   1,4  1,7  d1  1,4.20  28mm S2    1,1 d1  1,1.20  22mm - Bề rộng mặt đế hộp: K1 q K1  3d1  3.20  60mm q  K1  2  60  2.12  84mm Khe hở chi tiết: - Giữa bánh với thành hộp     1,2    1.10  10mm - Giữa đỉnh bánh lớn đáy hộp 1       4.10  40mm phụ thuộc loại hộp giảm tốc, lượng dầu bôi trơn hộp -Giữa mặt bên bánh với - Số lượng bulong Z     10mm Z  L  B 200  300 6 64 3.2 Bôi trơn hộp giảm tốc Ta thấy vận tốc bánh