BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM Khoa Cơ khí động lực GVHD PGS TS Văn Hữu Thịnh SVTH Phạm Thị Tường Vy MSSV 18153060 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 112021 Giảng viên môn học PGS T.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
Khoa: Cơ khí động lực
GVHD: PGS.TS Văn Hữu Thịnh SVTH : Phạm Thị Tường Vy MSSV: 18153060
Tp Hồ Chí Minh, Tháng 11/2021
Trang 3Giảng viên môn học: PGS.TS Văn Hữu Thịnh
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Tường Vy
MSSV:18153060
Trường ĐHSPKT TP HCM
Khoa Cơ khí Chế tạo máy
Bộ môn Thiết kế máy
TIỂU LUẬN MÔN HỌC NGUYÊN LÝ- CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
4 Nối trục đàn hồi
5 Băng tải
Hình 2: Sơ đồ tải trọng Hình 1: Hệ dẫn động băng tải
Trang 4SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
1 Lực kéo trên băng tải F (N): 3800
2 Vận tốc vòng của băng tải V(m/s):0,8
3 Đường kính tang D (mm):400
4 Số năm làm việc a(năm):7
5 Số ca làm việc: 2 (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc:300 ngày/năm
6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @: 45 (độ)
7 Sơ đồ tải trọng như hình 2
Khối lượng sinh viên thực hiện: 01 bản thuyết minh tính toán gồm:
1 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền
2 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài của HGT
3 Tính toán thiết kế bộ truyển của HGT
4 Tính toán thiết kế 1 trục của HGT
Trang 5MỤC LỤC
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN & PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1
1 Chọn động cơ điện: 1
2 Phân phối tỉ số truyền: 1
PHẦN 2: TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH CON LĂN 3
1 Chọn loại xích 3
2 Chọn số răng đĩa xích 3
3 Xác định bước xích p 4
4 Khoảng cách trục 5
5 Kiểm nghiệm số lần va đập i của bản lề xích trong một giây 5
6 Tính toán kiểm nghiệm xích về độ bền 5
7 Các thông số đĩa xích 6
8 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (4.21) 6
9 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (4.21) 7
PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC 8
1 Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít 8
Xác định sơ bộ vận tốc trượt 8
Xác định vật liệu 8
2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít 8
Ứng suất tiếp xúc cho phép 8
Xác định ứng suất uốn cho phép 8
Ứng suất cho phép khi quá tải 9
3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 9
4 Xác định các hệ số và một số thông số động học 10
5 Kiểm nghiệm răng bánh vít 11
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: 11
Kiểm nghiệm về độ bền uốn: 11
6 Nhiệt truyền động trục vít 11
7 Một vài thông số của bộ truyền 12
8 Thông số cơ bản của bộ truyền trục vít 13
PHẦN 4: PHẦN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 14
1 Chọn vật liệu 14
2 Xác định sơ bộ đường kính trục 14
3 Lực tác dụng lên trục 16
4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục 18
5 Biểu diễn sơ đồ biểu diễn trục I 20
6 Xác định dường kính và chiều dài các đoạn trục I 20
Tài liệu tham khảo 22
Trang 6PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN & PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
= 3,04 Công suất tính: Pt = P= 3,04 (tải trọng tĩnh)
Công suất cần thiết trên trục động cơ:
Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ
Tốc độ quay của trục công tác:
T
Tra phụ lục P1.2, chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc 50 Hz loại K123M4, Pdc=7.5 kW , ndc=1500 (v/ph)
2 Phân phối tỉ số truyền:
Trang 7Chọn trước tỉ số truyền ux của bộ truyền xích:
04,3
= 3,3 ; P1 =
ô tv
3,3
n1
=5,12
1500
=120 ; n3=
x u
n2
=15,3
120
= 39 Mômen xoắn:
Trang 8PHẦN 2: TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH CON LĂN
Công suất P1 = 4,06 kW, tốc độ quay n1 = 120 v/ph, tỷ số truyền u = 3,15 , bộ truyền đặt nghiêng so với phương nằm ngang 1 góc 45° , bộ truyền làm việc 2
ca
Thông số đầu vào
Công suất của đĩa xích
P2: công suất trên trục II
(vì đĩa xích dẫn lắp trên trục II
Tốc độ quay của đĩa xích
Trang 9- ko = 1 (đường nối hai tâm đĩa xích so với phương nằm ngang ≤ 60°)
- ka = 1: chọn a = (30…50)p
- kdc = 1 (vị trí trục được điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích)
- kc = 1,25 (bộ truyền làm việc 2 ca)
Trang 10.)(
2
2
−+
+
762.4
05,19.)2579(2
792540
2
−+
5,0140)
2579.(
5,0140.05
Q t
đ + 0 +Theo Bảng 4.2, tải trọng phá hỏng Q = 31,8 kW, khối lượng 1m xích q = 1,9 kg,
1000
=
1 4
06 , 4 1000
= 1015 N
Trang 12Tra Bảng 4.14 chọn vật liệu đĩa xích thép 45, tôi cải thiện có [σH] = 500 MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc
9 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (4.21)
Theo công thức (4.22)
𝐹𝑟 = 𝑘𝑥 𝐹𝑡 = 1,05.1015 = 1065,75 (𝑁) Trong đó với bộ truyền nghiêng 1 góc > 40°: kx = 1,05
Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn d1 152
Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn d2 479
Trang 13PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC
Thông số đầu vào:
Dùng đồng thanh không thiếc và đồng thau
Tra bảng 7.1/trang 146 với:
Vật liệu làm bánh vít: đồng thanh nhôm sắt niken
2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít
Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo bảng 7.2 trang 148 với Với v sb =4,3 <5 m/s
Ta có được: [𝜎𝐻]= 185 MPA
Xác định ứng suất uốn cho phép
Bộ truyền làm việc 1 chiều, theo công thức (7.7) trang 149
Trang 14Do vậy : a w=( )3 2
2
2 2
170
q
K T z
Trang 15Chọn 𝑎𝑤= 122,5 mm
+Xác định modun:
Theo 7.17 trang 151[1]:m=
) (
2 + )= 4,570
- Đường kính vòng lăn của trục vít: (7.21𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑔 151[1])
.60000
1500.50
= 3,94 m/s (7.20 trang 151 [1])
Với vs= 3,94 m/s, tra bảng 7.2 trang 148 [1]: [𝜎𝐻]= 201,2 MPa
-Theo bảng 7.4 trang 152 [1] với:
+Nhóm vật liệu bánh vít; nhóm II (đồng thanh không thiếc và đồng thau)
Trang 16)(
)57,4tan(
.95,0
5 Kiểm nghiệm răng bánh vít
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
𝜎𝐹 =1,4.𝑌𝐹 T2.𝐾𝐹
𝑏 2 𝑑 2 𝑚 𝑛 ≤ [𝜎𝐹] (7.26 trang 154[1]) Trong đó:
- T2 = 262625 Nmm : Moment xoắn trên trục bánh vít (Trục II)
cos
z
=78,75 Tra bảng 7.8 trang 154[1] => YF = 1,34
2,1.262625
34,1.4,1
= 30,32 MPa o F =166 MPa , thỏa điều kiện
6 Nhiệt truyền động trục vít
-Diện tích cần thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc: (Aq≈ 0,3𝐴)
Theo 7.32 trang 157[1]:
Trang 17-P1= 4,06 Kw : công suất trên trục vít
-𝑡 𝑜: nhiệt độ môi trường xung quanh , thường lấy 𝑡 𝑜=20 𝑜𝐶 -td=90 𝑜𝐶,ứng với trục vít đặt dưới bánh vít
)40arcsin(
2
=1096,55 N
Trang 18Ft1=Fa1=Fa1.tg =1096,55.tg(4,57) vì :
(=2,298<30)=1096 , 55 tg( 4 , 57 + 2 , 298 )= 132,05 N
Fr1=Fr2= ( )
coscos
cos
Trang 19T1: Momen xoắn trên trục vít T1 = 258489 (N.mm)
T2: Momen xoắn trên trục bánh vít T2 = 262625 (N.mm)
262625
= 40,34 (mm)
Chọn sơ bộ d1= 45 (mm)
𝑑2= 40 (mm)
Chọn khớp nối
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục
Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:
Trang 20= 41,78 (mm) Chọn dt = dsb= 41,78 (mm)
- Momen cần truyền: T = T2 = 262625 (Nmm)
Tt = kT = 2 262,625 = 525,250 (N.mm) Tra bảng 16-10a và 16-10b [2], ta được: + Tnt= 500 N.mm
Trang 22• Lực do bộ truyền xích tác dụng lên trục theo kết quả của phần II:
Fr= 1065,75 (N)
Vì góc nghiêng giữa bộ tryền xích và phương nằm ngang là @= 45°
Nên đường nối tâm tạo với phương thẳng đứng Oy một góc 𝛼 = 135° Nên Ft sẽ được phân thành 2 thành phần:
Trang 234 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục
-Chiều rộng ổ lăn b0, theo bảng 10.2 [1]
- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp: k1=10
- Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2= 10
- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến lắp ổ: k3= 15
- Chiều cao lắp ổ đầu và bu lông: hn= 15
Xét trục I (trục vít)
Trang 255 Biểu diễn sơ đồ biểu diễn trục I
6 Xác định dường kính và chiều dài các đoạn trục I
𝑑𝑗 ≥ √𝑀3 𝑡đ𝑗/(0,1[𝜎]
Với 𝑀𝑡đ𝑗 =
√𝑀𝑥𝑗2 + 𝑀𝑦𝑗2 + 0,75𝑇𝑗2
Trang 26Với [𝜎]=67 MPa ứng với thép 45 có 𝜎𝑏 ≥ 850 𝑀𝑃𝑎, bảng 10.5 [1] trang 195 Như vậy ta tính được:
→Chọn d1D = 30 (mm)
* Tại A: MtdA = √MyA2 + MxA2 + 0,75 TA2 = √0 + 0 + 0,75 2584892 =223858,0406 N.mm
* Tại D: MtdD = √MyD2 + MxD2 + 0,75 TD2 = √0 + 0 + 0,75.0 = 0 N.mm
Vì MtdD để phù hợp với kết cấu cũng như lắp đặt, ta nên chọn đường kính tại
D bằng đường kính tại B
→Chọn d1D = d1B= 30 (mm)
Trang 27Tài liệu tham khảo
1 PGS.TS.Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một NXB Giáo dục Việt Nam ( 2010)
2 PGS.TS.Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí hai NXB Giáo dục Việt Nam (2010)
