Thiết Kế Đồ án Chi Tiết Máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí. Môn học
này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với
các kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên
ngành sẽ được học sau này.
Đề tài mà em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ hộp giảm tốc
bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyền đai .Trong quá trình tính toán và thiết kế
các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đã sử dụng và tra cứu một số những tài liệu
sau:
-Chi tiết máy tập 1 và 2 của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp.
-Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1 và 2 của PGS.TS Trịnh Chất và
TS Lê Văn Uyển.
Do là lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy,cùng với sự hiểu biết
còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các
môn có liên quan song bài làm của sinh viên chúng em không thể tránh khỏi những
sai sót. Kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong
bộ môn giúp cho những sinh viên như chúng em ngày càng tiến bộ trong học tập.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy
Trịnh Đồng Tính đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em có thể hoàn thành
tốt nhiệm vụ được giao .Em xin chân thành cảm ơn!
70 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 9093 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Đồ án chi tiết máy
Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
GVHD: Trịnh Đồng Tính
SV: Nguyễn Văn Đoàn
Trang 1
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Lời Nói Đầu
Thiết ếK Đồ án Chi ếTi t Máy là ộ m t môn ọ h c cơ ả b n của ngành cơ khí. Môn ọ h c
này không những giúp cho sinh viên ộ có m t cái nhìn cụ thể hơn thực ết hơn ốđ i ớv i
các kiến thức đã được ọh c, mà nó còn là cơ sở rất quan ọtr ng của các môn chuyên
ngành sẽ được ọh c sau này.
Đề tài mà em ợ đư c giao là ếthi t kế hệ dẫn ộđ ng băng ả t i ồg m có ộ b hộp giảm ốt c
bánh răng trụ răng nghiêng và ộ b truyền đai .Trong quá trình tính toán và ế thi t ếk
các chi ếti t máy cho ộ h p giảm ốt c em ã đ sử dụng và tra cứu ộm t số những tài ệli u
sau:
-Chi tiết máy tập 1 và 2 của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp.
-Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí ậ t p 1 và 2 của PGS.TS Trịnh Chất và
TS Lê Văn ể Uy n.
Do là ầ l n ầđ u làm quen ớ v i công ệvi c thiết ếk chi tiết máy,cùng ớ v i sự hiểu biết
còn ạh n chế cho nên dù ã đ ấr t cố gắng tham ảkh o các tài ệ li u và bài ả gi ng của các
môn có liên quan song bài làm của sinh viên chúng em không ể th tránh khỏi những
sai sót. Kính mong ợ đư c sự hướng ẫd n và chỉ bảo nhiệt tình của các ầth y cô trong
bộ môn giúp cho những sinh viên như chúng em ngày ếcàng ti n bộ trong ọh c ật p.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các ầ th y trong bộ môn, đặc ệbi t là ầ th y
Trịnh Đồng Tính đã trực tiếp hướng ẫd n, chỉ bảo ật n tình để em có ểth hoàn thành
tốt nhiệm vụ được giao .Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên : Nguyễn Văn Đoàn
Trang 2
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 2: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Thông số đầu vào : 1. ự L c kéo băng ả t i F = 670N
2. Vận ốt c băng ả t i v = 1,33 m/s
3. Đường kính tang D = 380 mm
4. Thời ạh n phục vụ Lh =7500 giờ
5. Số ca làm ệvi c: Số ca =2 ca
6. Góc nghiêng ờ đư ng ốn i tâm của bộ truyền ngoài: 180o
7. Đặc tính làm ệ vi c: va đập ừv a
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 ct P : Công ấsu t trên ộ m t trục công tác
Trang 3
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Pyc : Công ấsu t trên trục động cơ
F. v 670.1,33
P = = = 0,89 kW
1000 1000
Hiệu suất của bộ truyền:
η = η . η . η . η (1)
2.3
Tra ảb ng I ta có:
19
Hiệu suất của ộm t 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 ốn i: kn 1
Thay số vào (1) ta có:
3 3
i ol. kn . d . br = 0,99 .0,96.0,97.1 = 0,9
Vậy công ấsu t yêu cầu trên trục động cơ là :
P 0,89
P = = = 0,99kW
η 0,9
1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ
Trên trục công tác ta có:
60000.v 60000.1,33
nlv = = 66,88
.D .380
Trang 4
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
ndc( sb ) n ct. u sb
Trong đó : usb u d u h (2)
2.4
Tra bảng B I ta chọn được tỉ số truyền sơ ộ b của:
21
Truyền động đai: u =3
Truyền động bánh răng trụ: uh 4 (hộp giảm ốt c ộm t cấp)
Thay số vào (2) ta có:
u u u
sb d h 3.4= 12
Suy ra : ndc( sb ) n ct. u sb 66,88.12 = 802,56 (v/ph)
Chọn số vòng quay đồng ộb của động cơ: dc n =750(v/ph)
1.1.3.Chọn động cơ
Từ Pyc = 0,99kW & dc n =750 v/ph
P1.3
Tra ảb ng phụ lục I ta có ộ đ ng cơ ệđi n
238
Kiểu động cơ Pđc (KW) d(mm) dc (v / ph )
4A80B6Y3 1,1 22 920
1.2.Phân phối tỉ số truyền
Trang 5
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
Theo tính toán ở trên ta có:
ndc 920(v/p)
nct = 66,88(v/ph)
Tỉ số truyền chung của ệh thống là :
n 920
u = = = 13,76
n 66,88
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ
ndc 920
uch 13,76
nct 66,68
Chọn trước ỉt số truyền của bộ truyền trong ubr = 4
u 13,76
u = = = 3,44
u 4
1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Theo tính toán ở trên ta có: dc n = 920(vg/ph)
Tỉ số truyền ừt động cơ sang trục I qua đai là: u = 3,44
Trang 6
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
n 920
n = = = 267,44 (v/ph )
u 3,44
n 267,44
n = = = 66,86 v/ph
u 4
Số vòng quay ựth c của trục công tác là:
n 66,86
n = = = 66,86 v/ph
u 1
1.3.2.Công suất
Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 0,99( KW )
Công suất trên trục II là :
P 0,89
P = = = 1 kW
η . η 0,99. 1
Công suất trên trục I là :
P 1
P = = = 1,04kw
η . η 0,99. 0,97
Công suất thực của động cơ là:
P 1,04
P∗ = = = 1,09 kW
đ η . η 0,99.0,96
.
Trang 7
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục I là :
P 1,04
T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 37137 N. mm
η 267,44
Mômen xoắn trên trục II là :
P 1
T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 142836 N. mm
n 66,86
Mômen xoắn trên trục công tác là:
P 0,89
T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 127086 N. mm
n 66,88
Mômen xoắn thực trên trục ộđ ng cơ là :
Pđ 1,09
Tđ = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 11315 N. mm
nđ 920
Trang 8
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
1.3.4Bảng thông số động học
Thông
Động Cơ I II Công Tác
số/Trục
U U d 3, 44 U br =4 U kn =1
n(v/ph) 920 267,44 66,86 66,88
P(KW) 1,09 1,04 1 0,89
T(N.mm) 11315 37137 142836 127086
Trang 9
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt:
Thông số yêu cầu:
Công suất trên trục chủ động: P1 Pdc 1,09 kW
Mô men xoắn trên trục chủ động: T1 Tdc 11315 N . mm
Số vòng quay trên trục chủ động: n1 ndc 920 vg / ph
Tỉ số truyền ộb truyền đai: u ud 3,44
Góc nghiêng bộ truyền ngoài: 180o
2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai ả v i cao su.
2.2.Chọn đường kính hai đai
3 3
d15,2 6,4 . T 1 5,2 6,4 11315 116,74 143,68 mm
Chọn d1 theo tiêu chuẩn ta được d1 140 mm
Kiểm tra ềv vận ốt c đai :
.d . n .140.920
v1 1 6,74 m / s < v 25 m / s Thỏa mãn
60000 60000 max
d2 u. d 1 . 1 u . d 1 . 1 0,015 3,44.140.0,985 474,38 mm
Trong đó ệ h số trượt 0,01 0,02, ta ọch n 0,015.
Chọn d2 450 mm
Trang 10
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
d2 450
Tỉ số truyền thực ết : ut 3,31
d1 1 140. 1 0,015
Sai ệl ch tỉ số truyền :
u u 3,31 3,44
u |t | .100% | |.100% 3,38% < 4% Thỏa mãn.
u 3,44
2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục :
a1,5 2,0 d1 d 2 1,5 2,0 . 140 450 885 1180 mm
Chọn a = 900 (mm)
Chiều dài đai :
2 2
d d d d 140 450 450 140
L2. a .1 2 2 1 2.900 . 2752,99
2 4.a 2 4.900
4.13
Dựa vào bảng B 1 ta chọn L theo tiêu ẩ chu n :Chọn L 2800 mm
59
1 s v 6,74 1 1
Số vòng chạy của đai trong .i 0,0024 imax 3 5
L2800 s s
Thỏa mãn.
Xác định góc ôm trên bánh đai ỏ nh :
d2 d 1 450 140
1 180 57 . 180 57 . 160,37 150
a 900
Suy ra ỏth a mãn
Trang 11
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
Diện tích đai :
F. K
A b. t d
[ F ]
Trong đó :
Ft : ựl c vòng
1000.P 1000.1,09
F 161,72 (N)
t v 6, 74
4.7
K : ệh số tải trọng động. Tra bảng B [1] ta được : K 1,2
d 55 d
4.8
: chiều dày đai được xác ị đ nh theo tra bảng B [1] với loại đai ả v i cao
d1 55
1
su ta ọch n [ ]max
d1 40
Do ậv y :
1
d1.[ ]m ax 140. 3,5 (mm)
d1 40
4.1
Tra bảng B [1] ta dùng ạlo i đai BKHJI65 và BKHJI65-2 không có ớ l p lót , chiều
51
180
dày đai 3,5 (mm) , d
min 140
Kiểm tra : d1140 d min
Thỏa mãn
Ứng suất cho phép :
Trang 12
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
[ ] [ ] C C C
F F0 v
K2
[ ]0K 1
d1
Trong đó:
K1 và K 2 là ệh số phụ thuộc vào ứng suất căng ban ầ đ u 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
K2 9,0.3,5
[ ]0K 1 2,3 2,075 (Mpa)
d1 140
C : ệh số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1
0 0 0
C 1 0,003(180 1 ) 1 0,003(180 160,37 ) 0,94
CV : ệh số kể đến ảnh hưởng của ựl c ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai
2
CV1 k V (0,01 V 1)
Do sử dụng đai ả v i cao su kV 0,04
2
CV 1 0,04(0,01.10,40 1) 0.997
C0 : ệh số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. ả Tra b ng
4.12
B [1] với góc nghiêng của bộ truyền 600 ta được C 1
57 0
Trang 13
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Do ậv y :
[F ] [ F ]0C C v C 2,075.0,94.0,997.1 1,945(Mpa)
Chiều rộng đai:
F K 161,72.1,0
b t t 23,75(mm)
[F ] 1,945.3,5
Chiều rộng bánh đai B:
4.1 21.6
Tra bảng B [1] với b=25(mm) tra bảng B [1]ta có B=32 (mm)
51 164
2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu :
F0 0. . b 1,945.3,5.25 170,19(N)
Lực tác dụng lên trục:
160, 370
F2 F .sin(1 ) 2.170,19.sin( ) 355, 40 (N)
r 0 2 2
2.6 Bảng thông số
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại đai BKHJI65
Đường kính bánh đai ỏnh d1 140(mm)
Đường kính bánh đai ớ l n d2 450 (mm)
Chiều ộr ng đai b 25(mm)
Trang 14
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Chiều dày đai 3,5 (mm)
Chiều rộng bánh đai B 32 (mm)
Chiều dài đai L 2800 (mm)
Khoảng cách trục a 900 (mm)
Góc ôm bánh đai ỏ nh 1 160,37
Lực căng ban đầu F0 170,19 (N)
Lực tác dụng lên trục Fr 355,40 (N)
Trang 15
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Thông số đầu vào:
P=PI= 1,04 (KW)
T1=TI= 37137(N.mm)
n1=nI= 267,44 (v/ph)
u=ubr=4
Lh=7500 (h)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
6.1
Tra bảng B [1], ta ọch n:
92
Vật liệu bánh răng ớ l n:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa
Độ rắn: HB :170 217 Ta chọn HB2=180
Giới ạh n bền b2σ =600 (MPa)
Giới ạh n chảy σch2=340 (MPa)
Vật liệu bánh răng ỏ nh :
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
Độ rắn: HB=192÷240, ta ọ ch n HB1= 190
Giới ạh n bền b1σ =750 (MPa)
Giới ạh n chảy σch1=450 (MPa)
Trang 16
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
3.2 Xác định ứng suất cho phép
a. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất ốu n cho phép:
0
H lim
[ H ] Z R Z v K xH K HL
SH
, trong đó:
0
[ ] F lim Y Y K K
F R S xF FL
SF
Chọn sơ ộ b :
ZR Z v K xH 1
YR Y S K xF 1
SH, FS – Hệ số an toàn khi tính toán ề v ứng suất tiếp xúc và ứng suất ốu n: Tra
6.2
bảng B [1]với:
94
Bánh răng ủch động: H1S = 1,1; SF1= 1,75
Bánh răng bị động: H2S = 1,1; SF2= 1,75
0 0
Hlim, F lim - Ứng suất tiếp xúc và ố u n cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:
0 2HB 70
H lim =>
0
F lim 1,8HB
0 2HB 70 2.190 70 450( MPa )
Bánh chủ động: H lim1 1
0
F lim11,8HB 1 1,8.190 342( MPa )
0 2HB 70 2.180 70 430( MPa )
Bánh bị động: H lim2 2
0
F lim21,8HB 1 1,8.180 324( MPa )
KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét ế đ n ảnh hưởng của thời gian ụph c ụv và chế độ
tải trọng của bộ truyền:
Trang 17
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
N
m H 0
KHL H
NHE
, trong đó:
NF 0
K mF
FL
NFE
mH, F m – Bậc của ờđư ng cong ỏ m i khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh
răng có HB H m = 6 và F m = 6
NHO, NFO – Số chu ỳk thay đổi ứng suất khi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng
suất uốn:
N 30. H 2,4
HO HB
6
NHO 4.10
2,4 2,4 6
NHO130. H HB 1 30.190 8,3.10
2,4 2,4 6
NHO230. H HB 2 30.180 7,76.10
6
NFO1 N F O2 4.10
NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truyền chịu ảt i
trọng t ĩnh => NHE= NFE= 60c.n.t∑ , trong đó:
c – Số lần ăn ớkh p trong 1 vòng quay: c=1
n – Vận ốt c vòng của bánh răng
t∑ – tổng số thời gian làm ệ vi c của bánh răng
6
NHE1 N FE 1 60. c . n 1 . t 60.1.267,44.7500 120.35.10
n1 267,44 6
NHE2 N FE 2 60. c . n 2 . t 60. c . . t 60.1. .7500 30.10
u 4
Ta có: NHE1> NHO1 => ấl y NHE1= NHO1 => HL1K = 1
NHE2> HO2N => ấl y NHE2= NHO2 => HL2K = 1
NFE1> FO1N => ấl y NFE1= FO1N => FL1K = 1
NFE2> FO2N => ấl y NFE2= FO2N => FL2K = 1
Trang 18
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Do vậy ta có:
0
H lim1 450
[ H1 ]Z R Z v K xH K HL 1 .1.1 409,10 MPa )
S 1,1
H1
0
H lim 2 430
[ H2 ]Z R Z v K xH K HL 2 .1.1 390,91( MPa )
SH 2 1,1
0 342
[ ]F lim1 Y Y K K .1.1 195,43( MPa )
F1S R S xF FL 1 1,75
F1
0
F lim2 324
[ F2 ]Y R Y S K xF K FL 2 .1.1 185,14( MPa)
SF 2 1,75
H1 H 2
Do đây là ộ b truyền bánh răng trụ răng nghiêng =>
H 2
H1 H 2 409,10 390,91
=> 400, 01(MPa)
H 2 2
b. Ứng suất cho phép khi quá ả t i
[H ] max 2,8.m ax( ch 1 , ch 2 ) 2,8.450 1260( MPa )
[F1 ] m ax 0,8. ch 1 0,8.450 360(MPa )
[F2 ] m ax 0,8. ch 2 0,8.340 272(MPa )
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
T1. KH
3
aw Ka u 1 . 2 , ớv i:
[H ] .u . ba
Ka – hệ số phụ thuộc ậ v t ệli u làm bánh răng của cặp bánh răng: Tra bảng
6.5 1/3
B 1 => aK = 43 MPa .
96
T1 – Moment xoắn trên trục chủ động: T1 = 37175 (N.mm)
[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 400,01 (MPa)
u – Tỷ số truyền: u = 4
ba, bd – Hệ số chiều rộng vành răng:
Trang 19
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
6.6
Tra bảng B 1 với bộ truyền ốđ i xứng, HB < 350 ta ọ ch n được 0, 4
97 ba
bd0,5 ba (u 1) 0,5.0,3(4 1) 0,75
KHβ, FβK – Hệ số kể đến sự phân bố không ềđ u ảt i trọng trên chiều ộr ng vành
6.7
răng khi tính ề v ứng suất tiếp xúc và ố u n: Tra bảng B [1] với 0,75 và sơ đồ
98 bd
bố trí là sơ đồ 6 ta được:
KH 1,03
KF 1,07
Do ậv y:
T1. KH 37137.1,03
3 3
aw Ka u 1 .2 43(4 1) 2 125,57( mm )
[H ] .u . ba 400,01 .4.0,3
Chọn aw = 125 (mm)
3.4 Xác định các thông số ăn khớp
a. Mô đun pháp
m = (0,01÷0,02)aw = (0,01÷0,02).125 = 1,25÷2,5 (mm)
6.8
Tra bảng B [1] chọn m theo tiêu ẩ chu n: m = 2 (mm).
99
b. Xác định số răng
Chọn sơ bộ β = 014 => cosβ = 0,970296
Ta có:
0
2.aw cos 2.125.cos14
Z 24,26 , ấl y 1Z = 25
1 m( u 1) 2(4 1)
Z2= u.Z1= 4.24,26= 97,04 , ấl y Z2 98
Trang 20
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Z2 98
Tỷ số truyền thực ết : ut 3,92
Z1 25
u u 3,92 4
Sai ệl ch tỷ số truyền: u t .100% .100% 2 <4% thoả mãn.
u 4
c. Xác định góc nghiêng răng
m( Z Z ) 2 25 98
cos 1 2 0.984
2aw 2.125
arcc os( c os ) ar cc os(0,984) 10, 260
d. Xác định góc ăn ớ kh p twα
0
tg tg20 0
t tw arctg ar ctg 20,30
cos 0,984
Góc nghiêng của răng trên hình tr