THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải ( thuyết minh + bản vẽ chi tiết)

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Lời nói đầu Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy. Thông qua đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đó học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy; chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy .từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình. Trong học phần cơ sở thiết kế máy, nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, em đó được giao đề tài : THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên Hoàng Minh Thuận. Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyền xích. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông, qua bộ truyền đai, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến xích tải. Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu tuy nhiên khi thực hiện đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót.Em rất mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy Hoàng Minh Thuận đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này Hưng Yên, ngày 18/11/2011 Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I.1. Chọn động cơ. I.1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ. - Công suất làm việc của động cơ xác định theo CT 2.11[I]: P lv = F.v 1000 = 9750.0,35 1000 = 3,41 kW Trong đó: + P lv là công suất trên trục máy công tác, kW; +F là lực kéo băng tải ,N +v là vận tốc băng tải,m/s -Công suất tương đương của động cơ theo CT 2.14[I] P tđ = β .P lv Trong đó: + β là hệ số tải trọng tương đương β = √ ( T 1 T 1 ) 2 ∙ t 1 t ck + ( T 2 T 1 ) 2 . t 2 t ck = √ ( 1 2 .0,5 ) +(0,5 2 .0,3) = 0,76 Trong đó: T i : momen xoắn làm việc của máy trong thời gian t i ; T 1 = T; T 2 = 0,5T t i : thời gian làm việc của máy với mô men T i ; t 1 = 0,5t ck ; t 2 = 0,3t ck t ck thời gian 1 chu kỳ của động cơ => P tđ = 0,76. 3,41= 2,59 kW -Theo CT 2.8 [I] ta có công suất cần thiết là: P ct = P t đ η Trong đó : + P ct là công suất cần thiết của động cơ, kW; + η là hiệu suất của toàn bộ hệ thống theo CT 2.9[I] Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 2 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI η = η đ .η br . η ol 3 . η x Trong đó theo bảng 2.3[I] η đ = 0,95 là hiệu suất bộ truyền động đai η br = 0,97 là hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ. η ol = 0,99 là hiệu suất của một cặp ổ lăn. η x = 0,92 là hiệu suất bộ truyền xích. => η = 0,95.0,97. 0,99 ¿ ¿ ¿ .0,92= 0,82 - vậy công suất cần thiết của động cơ là: P ct = 2,59 0,82 = 3,16 (kW) I.1.2. Xác định số vòng quay cơ bản của động cơ. Theo CT 2.18[I] xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ là: n sb = n lv .u t Trong đó: + n lv là số vòng quay của trục làm việc,v/p n lv được xác định theo CT 2.16[I]: n lv = 60000.v π .D ; Trong đó: v -vận tốc của băng tải, m/s; D -đường kính băng tải, mm. theo đề bài ta có: v = 0,35 m/s; D = 250 mm; => n lv = 60.10 3 .0,35 π .250 = 26,75 (v/p) + u t là tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống. Mặt khác theo CT 2.15[I] ta có: u t = u đ .u br .u x ; u đ – tỉ số truyền của bộ truyền đai; u br - tØ sè truyÒn cña bé truyÒn b¸nh r¨ng; u x - tØ sè truyÒn cña bé truyÒn xÝch; theo bảng 2.4[I] ta chọn : u đ = 3 ; u br = 4; u x = 2,5 => u t = 3.4.2,50 = 30 Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 3 N C S THIT K MY TNH TON H DN NG BNG TI S vũng quay s b l: n sb = 26,75. 30 = 802,50 (v/p) I.1.3. Chn ng c. Theo CT 2.19[I] Ta phi chn ng c cú: { P c P ct n c n sb T k T dn T max T dn Tra bng P1.3 [1], P1.7[I] ta chn c ng c cú tờn l: 4A112MB6Y3 Bng s liu ca ng c: Kiểu động cơ Công suất, kW V n t c quay vòng quay, v/p Cos T max T dn T k T dn % D, (mm) 4A112MB6Y3 4,00 950 0,81 2,20 2,00 82 32 I.2. Phõn phi t s truyn. Để phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền, theo CT 3.23[I] phải tính tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống: u t = n c n lv = 950 26,75 = 35,51 Mặt khác theo CT 2.15[I] ta cú: u t = u .u br .u x Chn theo bng 2.4[I] + t s truyn ca b truyn bỏnh rng: u br = 4 + t s truyn ca b truyn ai l: u = 3,56 => u x = u t u .u br = 35,51 4.3,56 = 2,49 I.3. Xỏc nh thụng s trờn cỏc trc 1. Tớnh cụng sut trờn cỏc trc. Trc II: Sinh viờn: Nguyn Vn Nhiờn Lp : LK7 4 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI P II = P tđ η x .η ol 2 = 2,59 0,92. 0,99 2 = 2,87 (kW) Trục I: P I = P II η br .η ol = 2,87 0,97.0,99 = 2,99 (kW) Trục động cơ: P đc = P I η đ = 2,99 0,95 = 3,15 (kW) 2. Tính toán tốc độ quay của các trục. Trôc ®éng c¬: n ®c = 950 (v/p) Trôc I: n I = n đc u đ = 950 3,56 =¿ 266,85 (v/p) Trục II: n II = n I u br = 266,85 4 = 66,71(v/p) Trục làm việc: n lv = n II u x = 66,71 2,49 ¿ 26,79 (v/p) 3.Tính momen xoắn trên các trục. Ta có momen xoắn trên các trục như sau: Trục động cơ: T ®c = 9,55.10 6 . P đ c n đ c = 9,55.10 6 . 3,15 950 = 31 665,79 (N.mm) Trục I: T I = 9,55.10 6 . P I n I = 9,55.10 6 . 2,99 266,85 = 107 005,81 (N.mm) Trục II: Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 5 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI T II = 9,55.10 6 . P II n II = 9,55.10 6 . 2,87 66,71 = 410 860,44 (N.mm) Bảng kết quả tính toán thông số trên các trục: Trục Thông số Động cơ I II Làm việc Công suất P ( kW) 3,15 2,99 2,87 Tỷ số truyền u 3,56 4 2,49 Số vòng quay n ( v/p) 950 266,85 66,71 26,79 Mômen xoắn T(N.mm) 31 665,79 107 005,81 410 860,44 Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 6 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai -Sử dụng đai thang thường -Chọn tiết diện đai thang: Theo hình 4.1 [I] Với P đc = 3,15 kW n đc = 950 v/p → chọn tiết diện đai thang là: Б Bảng thông số: Ký hiệu Kích thước tiết diện, mm Diện tích tiết diện A, mm 2 Đường kính bánh đai nhỏ d 1 , mm Chiều dài giới hạn l, mm b t b h y o Б 14 17 10,5 4,0 138 140 ÷ 280 800 ÷ 6300 2.2 Xác định thông số bộ truyền đai a, Chọn đường kính bánh đai : theo bảng 4.21[I] ta chọn được: đường kính bánh đai nhỏ: d 1 = 200 mm Kiểm tra vận tốc đai: v = π.d 1 .n 1 60000 = 3,14.200.950 60000 = 9,94 m/s < v max với v max = 25 m/s → thoả mãn điều kiện. Chọn đường kính bánh đai lớn là: Theo CT 4.2 [I] chọn Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 7 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI d 2 = u đ . d 1 .(1 - ε) = 3,56 .200.(1 - 0,01) = 704,88 (mm) trong đó: + u đ = 3,56 tỷ số truyền trong bộ truyền đai + d 1 đường kính bánh đai chủ động + ε = 0,01 hệ số trượt Theo bảng 4.21 [I] chọn đường kính tiêu chuẩn: d 2 = 710 mm Vậy tỷ số truyền thực tế: 59,3 )01,01.(200 710 )1( 1 2 = − = − = ε d d u đtt Sai số tỉ số truyền là: u = ¿u đtt −u đ ∨ ¿ u đ ¿ .100%= ¿3,59−3,56∨ ¿ 3,56 ¿ .100% = 0,84 % < 4 % Thỏa mãn điều kiện b, Chọn khoảng cách trục sơ bộ Theo bảng 4.14 [I] chọn khoảng cách trục dựa theo tỷ số truyền u đ và đường kính bánh đai d 2 : u đ = 3,56 a sb d 2 = 0,98 → a sb =0,98. d 2 = 0,98.710= 695,80 mm Kiểm tra điều kiện của a sb : 0,55(d 1 + d 2 ) + h ≤ a sb ≤ 2(d 1 + d 2 ) 0,55(d 1 + d 2 ) + h = 0,55(200+710) + 10,5= 511 2(d 1 + d 2 ) = 2(200+710) = 1820 Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 8 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI → thỏa mãn điều kiện c, tính chiều dài đai Theo CT 4.4 [I] Từ khoảng cách trục a sb đã chọn, ta có chiều dài đai: mm dd ddl a a sb sb 75,2913 80,695.4 )200710( )710200.(.5,080,695.2 .4 )( ).(.5,0.2 2 2 12 21 = − +++= − +++= π π Theo bảng 4.13 [I] chọn chiều dài tiêu chuẩn l = 2800 mm Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây: Theo CT 4.15 [I] max 35,3 8,2 94,9 i l v i <=== với i max = 10 m/s d, khoảng cách trục : Tính lại khoảng cách trục a w theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2800 mm Theo CT 4.6 [I] : 4 .8 22 ∆−+ = λλ a w Trong đó: 3,1371 2 )710200(14,3 2800 2 )( 21 = + −= + −= dd l π λ Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 9 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI 255 2 200710 2 12 = − = − =∆ dd mm a w )(40,634 4 255.83,13713,1371 22 = −+ =⇒ e , Góc ôm bánh đai nhỏ Theo CT 4.7[I] 0 0 121 18,134)200710.( 40,634 180)( 57 180 57 =−−=−−= o w o o dd a α → α 1 > α min = 120 o → thoả mãn điều kiện 2.3. Xác định số đai z: Theo CT 4.16 [I] zul đ CCC KP z .C . ][P . .o 1 α = Trong đó: + P 1 = 3,15 kW công suất trên trục bánh đai chủ động + K đ : hệ số tải trọng động Tra Bảng 4.7 [I] chọn K đ = 1,6 + C α : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm α 1 Tra Bảng 4.15 [I] → C α = 0,88 với α 1 = 134,18 o + C l : hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai 25,1 2240 2800 == o l l Tra Bảng 4.16 [I] → C l = 1,04 + C u : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền Sinh viên: Nguyễn Văn Nhiên Lớp : ĐLK7 10