Xem mẫu
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Trang 1
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Thông số đầu vào : 1. Lực kéo băng tải F = 1500 N
2. Vận tốc băng tải v =0,94 m/s
3. Đường kính tang D = 270 mm
4. Thời hạn phục vụ Lh= 18000 giờ
5. Số ca làm việc: Số ca = 3 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngoài: 60o
7. Đặc tính làm việc: Va đập vừa
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1.Chọn động cơ điện
1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ
Pct
Pyc
Trong đó Pct : Công suất trên một trục công tác
Pyc : Công suất trên trục động cơ
F. v 1500.0,94
P = = = 1,41 kW
1000 1000
Hiệu suất của bộ truyền:
η = η .η .η .η (1)
2.3
Tra bảng I ta có:
19
Hiệu suất của một cặp ổ lăn : ol = 0,99
Hiệu suất của bộ đai : η =0,96
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : η = 0,97
Hiệu suất của khớp nối: kn 1
Thay số vào (1) ta có:
Trang 2
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
3
i ol .kn .x .brt = 0,993.0,96.0,97.1 = 0,9
Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :
P 1,41
P = = = 1,57kW
η 0,9
1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ
Trên trục công tác ta có:
60000.v 60000.0,94
nlv = = 66,53
.D .270
ndc ( sb ) nct .usb
Trong đó : usb ud uh (2)
2.4
Tra bảng B I ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của:
21
Truyền động đai: u =3
Truyền động bánh răng trụ: uh 4 (hộp giảm tốc một cấp)
Thay số vào (2) ta có:
usb ud uh 3.4= 12
Suy ra : ndc ( sb ) nct .usb 66,53.12 = 798,56 (v/ph)
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: ndc =750 (v/ph)
1.1.3.Chọn động cơ
Từ Pyc = 1,57 kW & ndc =750 v/ph
P1.3
Tra bảng phụ lục I ta có động cơ điện
238
Trang 3
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Kiểu động cơ Pđc (KW) dc (v / ph )
4A112MA8Y3 2,2 705
1.2.Phân phối tỉ số truyền
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
Theo tính toán ở trên ta có:
ndc 705 (v/p)
nct = 66,53(v/ph)
Tỉ số truyền chung của hệ thống là :
n 705
u = = = 10,6
n 66,53
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ
n dc 705
uch 10,6
n ct 66,53
Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong u br = 4
u 10,6
u = = = 2,65
u 4
1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Theo tính toán ở trên ta có: ndc = 705(vg/ph)
Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là: u = 2,65
n 705
n = = = 266 (v/ph )
u 2,65
n 266
n = = = 66,5 v/ph
u 4
Trang 4
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Số vòng quay thực của trục công tác là:
n 66,5
n = = = 66,5 v/ph
u 1
1.3.2.Công suất
Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 1,41( KW )
Công suất trên trục II là :
P 1,41
P = = = 1,42 kW
η .η .
Công suất trên trục I là :
P 1,42
P = = = 1,48 kw
η .η 0,99.
Công suất thực của động cơ là:
∗ P 1,48
Pđ = = = 1,56 kW
η .η . 0,99.0,96
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục I là :
P 1,48
T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 53135 N. mm
η 266
Mômen xoắn trên trục II là :
P 1,42
T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 203925 N. mm
n 66,5
Mômen xoắn trên trục công tác là:
Trang 5
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
P 1,41
T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 202489 N. mm
n 66,5
Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :
Pđ 1,56
Tđ = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 21132 N. mm
nđ 705
1.3.4Bảng thông số động học
Thông
Động Cơ I II Công Tác
số/Trục
U U d 2, 65 U br =4 U kn =1
n(v/ph) 705 266 66,5 66,5
P(KW) 2,2 1,48 1,42 1,41
T(N.mm) 21132 53135 203925 202489
Trang 6
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI.
Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt.
P Pdc* 1,56 KW
T Tdc 21132 N .mm
Các thông số yêu cầu: n ndc 705 v p
60
U d 2,65
2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai vải cao su
2.2.Chọn đường kính hai đai: d1 và d 2
4.21
Chọn d1 theo tiêu chuẩn theo bảng: B 1 :
63
d1=(5,2 6,4) 3 =(5,2 6,4) 3 21132 =(143,8 176,94) chọn d=160 mm
Kiểm tra vận tốc đai:
.d1.n 3,14.160.705
v
60 000
60 000
s
5,9 m vmax 25 m thỏa mãn.
s
Xác định d 2 : d 2 U .d1. 1 2, 65.160. 1 0,02 415,52 mm
:Hệ số trượt,với 0, 01 0, 02 Chọn 0, 02
4.26
Tra bảng B 1 ta chọn d 2 theo tiêu chuẩn: d2 400 mm
63
d2 400
Tỷ số truyền thực: U t 2,55
d1 . 1 160. 1 0, 02
Ut U 2,55 2, 65
Sai lệch tỷ số truyền : U .100% .100% 3, 77% 4%
U 2, 65
Thỏa mãn.
2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục a (1,5 2)(d1 d2 ) (1,5 2) 400 160 (840 1120)
Vậy :chọn asb 900
2
d d d d
Chiều dài đai : L 2.asb . 1 2 2 1
2 4.asb
2
160 400 400 160
L 2.900 3,14. 2695 mm
2 4.900
Trang 7
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
4.13
Dựa vào bảng B 1 ta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn L 2800 mm
59
Số vòng chạy của đai trong 1 s . i v 5, 9 2,1 1 imax 3 5 1 s
L 2800 s
Thỏa mãn.
Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ:
d 2 d1 400 160
1 180 57. 180 57. 164,8 150
a 900
Suy ra thỏa mãn
2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
Diện tích đai :
Ft .K d
A b.
[ F ]
Trong đó :
Ft : lực vòng
1000.1,56
Ft 264, 41 (N)
5,9
4.7
K d : hệ số tải trọng động. Tra bảng B [1] ta được : K d 1, 2
55
4.8
: chiều dày đai được xác định theo tra bảng B [1] với loại đai vải cao su
d1 55
1
ta chọn [ ]max
d1 40
Do vậy :
1
d1 .[ ]max 160. 4 (mm)
d1 40
4.1
Tra bảng B [1] ta dùng loại đai b 800 và b 820 không có lớp lót, chiều dày đai
51
180
3, 75 (mm) , d min
140
Kiểm tra : d1 160 d min
Thỏa mãn
Ứng suất cho phép :
Trang 8
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
[ F ] [ F ]0 C Cv C
K 2
[ ]0 K1
d1
Trong đó:
K1 và K 2 là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu 0 và loại đai
Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền 600 và định kỳ điều chỉnh khoảng cách trục
0 1, 6 (Mpa)
4.9 k1 2,3
Tra bảng B [1] với 0 1, 6 (Mpa) ta được
56 k2 9,0
K 2 9, 0.3, 75
[ ]0 K1 2,3 2, 089 (Mpa)
d1 160
C : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1
C 1 0, 003(1800 1 ) 1 0, 003(1800 164,80 ) 0,954
CV : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai
CV 1 kV (0, 01V 2 1)
Do sử dụng đai vải cao su kV 0, 04
CV 1 0, 04(0, 01.5, 92 1) 1,026
C0 : hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng
4.12
B [1] với góc nghiêng của bộ truyền 600 ta được C0 1
57
Do vậy :
[ F ] [ F ]0 C CvC 2, 089.0, 954.1, 026.1 2, 045 (Mpa)
Chiều rộng đai:
Ft K t 264, 41.1, 0
b 34, 48 (mm)
[ F ] 2, 045.3, 75
Chiều rộng bánh đai B:
4.1
Tra bảng B [1] với b=40 (mm) tra bảng B21.16 ta có B=50 (mm)
51
Trang 9
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu :
F0 0 . .b 1, 6.3, 75.40 244,5(N)
Lực tác dụng lên trục:
1 164,80
Fr 2 F0 .sin( ) 2.244, 5.sin( ) 484, 70 (N)
2 2
2.6 Bảng thông số
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại đai b-800
Đường kính bánh đai nhỏ d1 160(mm)
Đường kính bánh đai lớn d2 400 (mm)
Chiều rộng đai b 34,48(mm)
Chiều dày đai 3,75 (mm)
Chiều rộng bánh đai B 50 (mm)
Chiều dài đai L 2800 (mm)
Khoảng cách trục a 900 (mm)
Góc ôm bánh đai nhỏ 1 164,80
Lực căng ban đầu F0 244,5 (N)
Lực tác dụng lên trục Fr 484,70 (N)
PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG
THẲNG
Thông số đầu vào:
P = PI= 1,48(kW)
T1= TI=53135(Nmm)
Trang 10
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
n1= nI=266(vg/ph)
u = ubr= 4
Lh= 18000 (giờ)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
6.1
Tra bảng B [1] , ta chọn:
92
Vật liệu bánh răng lớn:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: HB :192 240 Ta chọn HB2=230
Giới hạn bền σb2=750 (MPa)
Giới hạn chảy σch2=450 (MPa)
Vật liệu bánh răng nhỏ:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: HB=192÷240, ta chọn HB1= 245
Giới hạn bền σb1=850 (MPa)
Giới hạn chảy σch1=580 (MPa)
3.2.Xác định ứng suất cho phép
3.2.1.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF]
0
H lim
[ H ] S Z R Z v K xH K HL
H
0
, trong đó:
[ ] F lim
YRYS K xF K FL
F
SF
Chọn sơ bộ:
Z R Z v K xH 1
YRYS K xF 1
SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: Tra
6.2
bảng B [1] với:
94
Bánh răng chủ động: SH1= 1,1; SF1= 1,75
Bánh răng bị động: SH2= 1,1; SF2= 1,75
0 0
H lim , F lim - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:
Trang 11
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
0
H lim 2 HB 70
0 =>
F lim 1,8 HB
0
H lim1 2 HB1 70 2.245 70 560( MPa )
Bánh chủ động: 0
F lim1 1,8 HB1 1,8.245 441( MPa)
0
H lim 2 2 HB2 70 2.230 70 530( MPa )
Bánh bị động: 0
F lim 2 1,8 HB1 1,8.230 414( MPa )
KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền:
NH 0
K HL mH
N HE
, trong đó:
K mF NF0
FL N FE
mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh răng
có HB mH = 6 và mF = 6
NHO, NFO – Số chu kỳ thay đổi ứng suấtkhi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất
uốn:
2,4
N HO 30.H HB
6
N HO 4.10
N HO1 30.H HB1 30.2452,4 16, 26.106
2,4
2,4 2,4 6
N HO 2 30.H HB 2 30.245 13,97.10
6
N FO1 N FO2 4.10
NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truyền chịu tải
trọng tĩnh => NHE= NFE= 60c.n.t∑ , trong đó:
c – Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c=1
n – Vận tốc vòng của bánh răng
t∑ – tổng số thời gian làm việc của bánh răng
N HE1 N FE1 60.c.n1 .t 60.1.266.18500 295, 26.106
n 266
N HE 2 N FE 2 60.c.n2 .t 60.c. 1 .t 60.1. .18500 73,81.106
u 4
Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1
NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1
NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1
NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1
Do vậy ta có:
Trang 12
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
0 560
[ H 1 ] H lim1 Z R Z v K xH K HL1 .1.1 509,10MPa )
SH 1 1,1
0 530
[ H 2 ] H lim 2 Z R Z v K xH K HL 2 .1.1 481,82( MPa )
SH 2 1,1
0
[ ] F lim1 441
YRYS K xF K FL1 .1.1 252( MPa )
F1 SF1 1, 75
0 414
[ F 2 ] F lim2 YRYS K xF K FL 2 .1.1 236,57( MPa )
SF 2 1, 75
Do đây là bộ truyền bánh răng côn răng thẳng
=> H min( H 1 , H 2 ) 481,82 (MPa)
3.2.2.Ứng suất cho phép khi quá tải
[ H ]max 2,8.max( ch1 , ch 2 ) 2,8.580 1624( MPa )
[ F 1 ]max 0,8. ch1 0,8.580 464( MPa )
[ ] 0,8. 0,8.450 360( MPa )
F 2 max ch 2
3.2.3. Xác định chiều dài côn ngoài
Theo công thức (6.15a):
T1 .K H
Re K R u 2 1 . 3 2
Kbe .(1 Kbe ).u. H
Với
▪T1 là mômen xoắn trên trục chủ động. T1= TI=53135(N.mm)
▪[σH] - ứng suất tiếp xúc cho phép; [σH] = 481,82( MPa).
▪ KR– hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng và loại bánh răng: Đối với bánh
răng côn răng thẳng làm bằng thép => K R 50 MPA1 3
U-Tỉ số truyền u=4
K be - Hệ số chiều rộng vành răng : chọn sơ bộ K be 0, 25
K be .u 0, 25.4
=> 0, 57
2 K be 2 0, 25
KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
6.21
khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng B [1] với
113
Trang 13
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
K .u
- be 0,57
2 Kbe
-Sơ đồ bố trí là sơ đồ I
- HB
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Vì U =0%
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Với cấp độ chính xác 9, khi đó cần gia công đạt độ nhámRa =2,5 ...1,25 (m) ZR =
0,95.
HB
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
4 4 1, 73
Z 0,87
3 3
KH –hệ số tải trọng khi tính toán tiếp xúc
K H K H . K H .K Hv .
K =1,12.1.1,01=1.13
Chiều rộng vành răng b K be .Re =0,25.140=35
Thay vào ta được:
2.53135.1,13. 42 1
H 274.1, 76.0,87. 457, 68
0,85.35.4.59,132
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép ;
Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] được tính theo công thức
H H .100% 481,82 457, 68 .100% 5% 10%
H 481,82
Đủ bền và Thỏa mãn
3.6.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .
Công thức :
2.T1. .K F .Y .Y .YF 1
F1 F 1
0,85.b .dm1.mtm
F YF
F 1 2
[ F2 ]
2
YF1
[ F 1 ],[ F 2 ] - Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:
[ F1 ] [ F 1 ].YRYS K xF 252.1, 006.1 252( MPa )
[ F 2 ] [ F 1 ].YRYS K xF 236,57.1, 006.1 237(MPa)
trong đó
1 1
Y = = = 0,58
ε 1,73
Trang 17
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:
Y 1 Do là bánh răng thẳng
(hệ số kể đến độ nghiêng của răng).
Y F1 , Y F2 - hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 phụ thuộc vào số răng tương đương
Z1 27
ZV 1 27,83
cos1 cos14,04 o
Z2 108
ZV 2 445,18
cos 2 cos75,96 o
6.18
.Tra bảng: B
109
1 ,với hệ số dịch chỉnh
X1=
YF1= 3,45; YF2 = 3,53
K F - hệ số tải trọng khi tính về uốn.
K F K F . K F . K Fv
.
K =1,24.1.1,03= 1,28
Vậy:
2.T1.K F .Y .Y .YF 1 2.53135.1, 28.0,58.3, 45
σ = 70, 65
0,85b.d m1.mtm 0,85.35.59,13.2,19
70,65.3,53
σ = = 72,29
3,45
Do : F1=70,65MPa
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
T T
K qt max max 2, 2
T Tdn
Do vậy:
Hmax H K qt 463, 71 2, 2 687, 79( MPa ) H 1624( MPa )
max
Fmax1 K qt . F 1 2, 2.70, 65 155, 43( MPa) F 1 max 464( MPa)
Fmax2 K qt . F 2 2, 2.72, 29 159, 04( MPa ) F 2 max 360( MPa)
3.7. Các thông số hình học của cặp bánh răng:
- Đường kính vòng chia :
de1 mte .Z1 2,5.27 67, 5(mm)
de 2 mte .Z 2 2,5.108 270(mm)
- chiều cao răng ngoài he 2, 2.mte 2, 2.2,5 5,5(mm )
-chiều cao đầu răng ngoài :
hae1 (hte X 1 )mte (1 0,38).2,5 3, 45(mm)
hae 2 (hte X 2 )mte (1 0,38).2,5 1,55(mm)
Chiều cao chân răng ngoài
h fe1 hte hae1 (5,5 3, 45) 2, 05(mm)
h fe 2 hte hae 2 (5, 5 1,55) 3,95(mm)
Đường kính đỉnh răng ngoài
hae1 d e1 2hae1.cos 1 67, 5 2.3, 45.cos14, 04 74,19 mm
hae 2 d e 2 2hae 2 .cos 2 270 2.1,55.cos75,96 270,80 mm
3.8. Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng
Như vậy ta có bảng thông số chính của bộ truyền:
Trang 19
- Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Thông số Kí hiệu Giá trị
Chiều dài côn ngoài Re 139,5
Môdun vòng ngoài mte 2,5
Chiều rộng vành răng b 35
Tỉ số truyền ut 4
Góc nghiêng của răng 0
Số răng của bánh răng Z1 27
Z2 108
Hệ số dịch chỉnh chiều X1 0,38
cao X2 -0,38
Đường kính vòng chia d e1 67,5
ngoài de 2 270
1 14,04
Góc chia côn
2 75,96
he he = 2htemte + c ; mte = 2,5
hte = cosβ = 1 (mm); c = 0,2mte = 0,5
Chiều cao răng ngoài
(mm)
→ he = 2×1×2,5 + 0,5 = 5,5 (mm)
hae1 = (hte + xn1cosβ)mte = 3,45 (mm)
Chiều cao đầu răng ngoài hea xn1 = x1 = 0,38
hae2 = 2htemte – hae1 = 1,55 (mm)
h fe1 2,05
Chiều cao chân răng ngoài
h fe 2 3,95
d ea1 74,19
Đường kính đỉnh răng
ngoài d ea 2 270,80
Trang 20
nguon tai.lieu . vn