Đồ án tính toán thiết kế hệ dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ ĐƠNG Á KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Giảng viên hướng dẫn:Nguyễn Mạnh Cường SV thực hiện:Nguyễn Đắc Tiến Trần Tuấn Cảnh Lời nói đầu Thiết kế đồ án chi tiết máy mơn học nghành khí Mơn học khơng giúp cho sinh viên có nhìn cụ thể kiến thức học , mà cịn sở quan trọng môn chuyên nghành học sau Đề tài mà em đươc giao thiết kế hệ dẫn dộng băng tải gồm có động , nối trục đàn hồi hộp giảm tốc bánh côn thẳng ,bộ truyền đai thang , băng tải Trong trình tính tốn thiết kế chi tiết máy em sử dụng tra cứu số tài liệu sau: -Chi tiết máy tập củ GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp -Tinh toán thiết kế hệ dẫn động khí tập PGS.TS Trịnh Chất TS Lê Văn Uyên Do lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn có liên quan xong làm chúng em không thẻ tránh khỏi sai xót Kính mong hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy môn, giúp cho sinh viên chúng em ngày tiến học tập Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy môn đặc biệt thầy Nguyễn Mạnh Cường trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình để em hồn thành tốt nhiệm vụ giao Em xin chân thành cảm ơn! Mục lục I.Tính động học Chọn động điện 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động 1.3 Công suất cần thiết trục động .6 1.4 Số vịng quay trục cơng tác .6 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ Chọn sơ bộ: 1.6 Số vòng quay sơ trục động 1.7 Chọn động Phân bố tỷ số truyền .6 Tính thơng số trục 3.1 Công suất 3.2 Số vòng quay 3.3 Momen xoắn 3.4 Bảng thông số II.TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THẲNG 1.Chọn loại đai tiết diện đai: 2.Chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 .8 3.Xác định khoảng cách trục a: .8 4.Tính số đai Z: .9 5.Tổng hợp thông số truyền đai thang: 10 III TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNGTHẲNG: 10 Chọn vật liệu bánh .10 Xác định ứng suất cho phép .11 Xác định sơ chiều dài côn 13 Xác định thông số ăn khớp 14 4.1 Mô đun 14 4.2 Xác định số 14 4.3 Xác định góc chia 14 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh 14 4.5 Xác định đường kính trung bình chiều dài ngồi 15 Xác định ứng suất cho phép .15 Kiểm nghiệm truyền bánh 16 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 16 6.2.Kiểm nghiệm độ bền uốn : 17 7.Thơng số hình học cặp bánh răng: 18 8.Tổng kết thông số: Error! Bookmark not defined IV:Tính trục chọn ổ lăn .20 1.Chọn khớp nối: 21 Kiểm nghiệm khớp nối : .22 Lực tác dụng lên trục 22 3.1 Các thông số nối trục vòng đàn hồi: 22 3.2.Lực tác dụng lên trục khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 23 3.3.Sơ đồ phân tích lực chung giá trị lực 23 3.4.Tính sơ đường kính trục .23 4.1 Thiết kế trục I 27 4.2 Chọn kiểm nghiệm then 31 4.3 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi .32 4.4 Kiểm nghiệm vị trí lắp ổ lăn: 33 4.4 Chọn, kiểm nghiệm ổ lăn 37 Phần IV: LỰA CHỌN KẾT CẤU 40 4.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho phận, chi tiết 40 4.1.1 Thiết kế vỏ hộp 40 4.1.2 Các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc 40 Phần Kết: 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 ❖ Dữ liệu cho trước : ❖ Thiết kế băng tải Lực kéo băng tải F = 3660 N Vận tốc băng tải v = 1,15 m/s Đường kính tang D = 190 mm ❖ Mục tiêu: ❖ • Xác định cơng suất số vịng quay cần thiết động cơ, từ chọn lựa loại động phù hợp ❖ • Xác định tỉ số truyền truyền (bánh răng) truyền ngồi (đai xích) ❖ • Xác định công suất, mômen xoắn truyền Phương pháp: ❖ • Từ liệu băng tải (xích tải), xác định cơng suất số vịng quay làm việc ❖ • Kết hợp với hiệu suất phận hệ dẫn động, xác định cơng suất cần thiết động ❖ • Tỉ số truyền truyền chưa biết, nhiên chọn sơ tỉ số truyền khoảng hợp lý (xem tài liệu tham khảo) Lưu ý, để đảm bảo kích thước truyền ngồi khơng q lớn với truyền tỉ số truyền truyền phải lớn tỉ số truyền truyền ngồi ❖ • Sau chọn sơ tỉ số truyền, xác định tỉ số truyền chung (sơ bộ) hệ dẫn động xác định số vòng quay cần thiết động ❖ • Dựa vào cơng suất cần thiết số vòng quay động cơ, chọn động thoả mãn hai điều kiện sau Công suất động chọn phải lớn công suất cần thiết (nhưng khơng chênh lệch q nhiều, gây lãng phí) Số vòng quay động gần với số vòng quay cần thiết (nếu khơng chọn phải thay đổi tỉ số truyền sơ xác định lại số vịng quay cần thiết động cơ) ❖ • Sau chọn động cơ, xác định xác tỉ số truyền hệ dẫn động Từ xác định xác tỉ số truyền truyền ngồi ❖ • Từ tỉ số truyền xác định trên, kết hợp với công suất băng tải (xích tải), xác định cơng suất mô men xoắn truyền (mô men xoắn trục) I.Tính động học Chọn động điện 1.1Cơng suất làm việc 𝑃𝑙𝑣 = 𝐹×𝑉 1000 = 3660 ×1,15 1000 = 4,209 (kW) 1.2 Hiệu suất hệ dẫn động Trong thực thế, băng (xích) tải thiết kế chế tạo trước Sau thử nghiệm, tính tốn để xác định xác lực vận tốc phù hợp với nhu cầu Với đồ án này, nhiệm vụ sinh viên chọn động thiết kế phận giảm tốc, tính tốn bạn khơng cần kể đến phận băng (xích) tải Hiệu suất hệ dẫn động (giảm tốc) cụ thể sau : η = η𝑏𝑟 η2ơ𝐼 η𝑑(𝑥) η𝑘𝑛 Tra bảng (2.3)(trang 19): • Hiệu suất truyền đai (xích) η𝑑(𝑋) = 0,95 • Hiệu suất truyền bánh η𝑏𝑟 = 0,97 • Hiệu suất cặp ổ lăn η𝑜𝐼 = 0,995 • Hiệu suất khớp nối η𝑘𝑛 = Do vậy: η = η𝑏𝑟 η2ô𝑙 η𝑑(𝑥) η𝑘𝑛 = 0,92 1.3 Công suất cần thiết trục động 𝑃𝒚𝒄 = 𝑃𝒍𝒗 η = 4,209 0.92 =4,575 1.4 Số vịng quay trục cơng tác Với hệ dẫn động băng tải 60.103 𝑛𝑙𝑣 = 𝜋.𝐷 = 60.103 1.15 3.14.190 = 115,66 (v/ph) 1.5 Chọn tỉ số truyền sơ Chọn sơ bộ: • Tỷ số truyền truyền xích ux = • Tỷ số truyền truyền đai uđ lấy theo dãy 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 • Tỷ số truyền truyền bánh trụ ubr = • Tỷ số truyền truyền bánh côn ubr = 3,5 Tỷ số truyền sơ 𝑢𝑠𝑏 = 𝑢đ(𝑥) × 𝑢𝑏𝑟 = 12,6 1.6 Số vịng quay sơ trục động 𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 × 𝑢𝑠𝑏 = 115,66 × 12,6 = 1500 (v/ph) 1.7 Chọn động Tra bảng phục lục tài liệu , chọn động thỏa mãn yêu cầu: nđc ≈ nsb 𝑃𝑑𝑐 ≥ 𝑃𝑦𝑐 𝑇 Chọn động DK52-4 𝑃đ𝑐 = 7,0; 𝑛𝑑𝑏 =1500 v/p; 𝑛𝑑𝑐 = 1420 v/p ;𝑇 𝑘 = 𝑑𝑛 Chú ý: Ưu tiên động có cơng suất gần với Pyc Thơng số động chọn: • Ký hiệu động cơ: DK52-4 • Công suất động P = 7,0 (kW) • Vận tốc quay n = 1420 (vịng/phút) • Đường kính động d = (mm) Phân bố tỷ số truyền Tỷ số chuyền chung hệ dẫn động: 𝑢𝑐ℎ = 𝑛𝑑𝑐 𝑛𝑙𝑣 1420 =115,66 = 12,28 • Tỷ số truyền truyền xích 𝑢𝑥 = • Tỷ số truyền truyền đai 𝑢đ lấy theo dãy 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15 • Tỷ số truyền truyền bánh trụ 𝑢𝑏𝑟 = • Tỷ số truyền truyền bánh cô 𝑢𝑏𝑟 = 3,5 Phân phối lại tỷ số truyền cho truyền Chọn 𝑢đ = 2,8 Tỷ số chuyền truyền bánh trụ 𝑢𝑐ℎ 𝑢𝑏𝑟 = 𝑢đ 12.28 = 2,8 = 4.4 Tính thơng số trục 3.1 Cơng suất • Cơng suất trục tính từ trục cơng tác (trục làm việc) • Cơng suất trục cơng tác o 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑙𝑣 = 4,209 (kW) • Cơng suất trục (trục hộp giảm tốc) o 𝑃 𝑃2 = 𝜂 𝑐𝑡 = 4,209 • Cơng suất trục (trục vào hộp giảm tốc) o P1 = • = 4,209 (kW) 𝑘𝑛 𝑃2 = η𝑜𝑙 η𝑏𝑟 4,209 0,99×0,97 = 4,38 (kW) Cơng suất thực tế trục động 𝑃1 o 𝑃𝑑𝑐 = η 4,38 𝑜𝑙 η𝑑 = 0,99×0,95 = 4,66(kW) 3.2 Số vịng quay • Số vịng quay trục tính từ trục động cơ, theo số vòng quay động chọn • Số vịng quay trục động 𝑛𝑑𝑐 = 1420 v/p • Số vịng quay trục o • 𝑛𝑑𝑐 𝑛1 = 𝑢𝑑 = 1420 2,8 Số vòng quay trục 𝑛 o 𝑛2 = 𝑢 = 507,14 4,4 𝑏𝑟 • = 507,14 (v/ph) = 115,26 (v/ph) Số vịng quay trục cơng tác o 𝑛𝑐𝑡 = 𝑛2 = 115,26 ( v/ph) 3.3 Momen xoắn • Momen xoắn trục tính theo cơng thức o = ã ã = 9,55ì106 ì 𝑛𝑑𝑐 = 9,55×106 ×4,66 1420 = 31340 (Nmm) Momen xoắn trục ▪ • 𝑛𝑖 𝑃𝑖 𝑛𝑖 cơng suất số vịng quay trục i Momen xoắn trục động ▪ • 9,55 ×106 ×𝑃𝑖 𝑇1 = 9,55×106 ×𝑃1 𝑛1 = 9,55 × 106 ×4.38 507,14 = 82480 (Nmm) Momen xoắn trục ▪ 𝑇2 = 9,55×106 ×𝑃2 𝑛2 = 9,55×106 ×4,209 115,26 =348742 (Nmm) • Momen xoắn trục cơng tác ▪ 𝑇𝑐𝑡 = 9,55×106 ×𝑃𝑐𝑡 𝑛𝑐𝑡 = 9,55×106 ×3,26 115,26 = 362909(Nmm) 3.4 Bảng thông số Sau xác định thông số trục, kết tổng hợp bảng thông số Động 𝑢đ = Tỷ số truyền u Trục 𝑢𝑏𝑟 = 4,4 2,8 Cơng suất P (kW) 4,66 4,38 Số vịng quay n (v/ph) 1420 507,14 Momen xoắn T (Nmm) 31340 Trục 82480 4,209 115,26 348742 II.TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THẲNG 1.Chọn loại đai tiết diện đai: • Chọn loại đai thang thường • P:4.38 KW • n1:507,14 v/ph • chọn tiết diện đai B 2.Chọn đường kính hai bánh đai d1 d2 Bảng 4.13(1) chọn d1=280mm ã Kim tra v tc ì1ì1 V= 60000 = 7,43 m/s ,