BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO Trang 1 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP HCM KHOA CÔ KHÍ BOÄ MOÂN THIEÁT KEÁ MAÙY BAØI TAÄP LÔÙN CHI TIEÁT MAÙY ÑEÀ TAØI Ñeà soá 8 THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG DAÃN ÑOÄNG BAÊNG TA[.]
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ TÀI
Đề số 8: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Phương án số: 15
Hệ thống dẫn động băng tải gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh răng hai cấp côn trụ; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Băng tải
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên băng tải, F(N):
Vận tốc băng tải, v(m/s):
Đường kính tang dẫn: D:
Thời gian phục vu, L(năm):
Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ
(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T1= ; T2= ;t1= ; t2=
YÊU CẦU
01 thuyết minh bài tập lớn
14
Trang 2NỘI DUNG THUYẾT MINH
1 Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động
2 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:
a Tính toán các bộ truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng)
b Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít)
c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực
d Tính toán thiết kế trục và then
e Chọn ổ lăn và nối trục
f Chọn thân máy, bulông và các chi tiết phụ khác
Bảng số liệu đề 8
Tính toán chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.
1 Chọn động cơ:
Công suất tính toán trên trục máy công tác
Trang 3Pt= Ptđ = P1
2 1
2 2
1
2 1 2
2 1
t t
t P
P t P P
=
2 1
2 2
1
2 1 2
2 1
10000 t t
t P
P t P
P
F v
=
34 30
34 85 0 30 85
.
0
1
.
1000
.
2 2
v
Công suất động cơ cần thiết:P ct =
t
P kW
Với là hiệu suất truyền động ol4 br1br2.đ.k
Trong đó: (tra bảng 2.3 tài liệu “Tính toán hệ dẫn động cơ khí”)
ol
= 0,99 hiệu suất của 1 cặp ổ lăn được che kín
1
br
= 0,95 hiệu suất của bộ truyền bánh răng cơn
2
br
= 0,96 hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ
đ
= 0,96 hiệu suất bộ truyền đai thang
k
= 1 hiệu suất trục đàn hồi
=> η = 1×0.95×0.96×0.994×0,96=0.84
=> Công suất của trục công tác
Pct =
t
P =
84 0
76
6 = 8,05 kW Xác định số vòng quay sơ bộ :
Số vòng quay của trục máy công tác :
nlv=
D
000 ,
60 v =
315
7 0 000 , 60
= 42.5 ( vòng/ph )
Chọn tỉ số truyền :
- Đối với bộ truyền đai thang, tỉ số truyền được chọn trong khoảng 3 5 => chọn u đ = 3.15
- Đối với hộp giảm tốc 2 cấp côn trục, tỉ số truyền được chọn trong khoảng
10 25 => chọn u h = 10
Số vòng quay sơ bộ
n sb = n lv u h u đ = 42.5103.15 = 11338.75 ( vòng/ph )
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là 1500 vòng/ph
Điều kiện chọn động cơ :
P đc P ct và n đc n sb
Kiểu động
cơ Công suất ( kW )
Vận tốc quay (vòng/ph) cos
%
dn
max T
T
dn
k T T
2 Phân phối tỉ số truyền:Tk Tdn
tinh sai cong suat
Trang 4Bộ truyền đai thang : tỉ số truyền chọn sơ bộ u đ = 3.15
Tỉ số truyền chung của hệ:ut=
lv
n
nđc =
5 42
1458 = 34.31
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc uh=
đ
t
u
u =
15 3
31
34 = 10.89 Theo công thức (3.15) tài liệu “Tính toán hệ dẫn động cơ khí”, ta có:
) (
×
1 2
4 1 3
k
k c
u u u
u
h
h
Theo công thức (3.17) tài liệu “Tính toán hệ dẫn động cơ khí”, ta có:
k
01
be be
02 2 K K ) K 1 (
K
× 25 2
bd
Chọn
be
K =0.25 ; bd2 = 1.2
K02 = K01 ; ck = 1.1
k =
0.25 ) 0.25 1 (
1.2
× 25 2
k
k = 14.4×1.1 3 = 19.16
Theo đồ thị (3.21) tài liệu “Tính toán hệ dẫn động cơ khí”
ta chọn u1= 3.2
u2=
1
h
u
u =
2 3
89
10 = 3.4 Tính lại giá trị của uđtheo ultrong hộp giảm tốc
uđ=
h
t
u
u =
2 1
t
u u
u =
4 3 2 3
31 34
= 3.15 Vậy ta chọn uđ= 3.15
Xác định công suất, moment và số vòng quay trên các trục :
PIII =
ol ct P
99 0
05
8 = 8.13 (kW)
PII =
ol br IV
2
P
99 0 96 0
13 8
= 8.55 (kW)
PI =
ol br III
1
P
99 0 95 0
55 8
= 9.09 (kW)
n1=
đ
đc
u
n =
15 3
1458 = 462.86 (vòng/ph)
n2=
1
1
u
n =
2 3
86
462 = 144.64 (vòng/ph)
n3=
2
2
u
n =
4 3
64
144 = 42.5 (vòng/ph)
cong suat tinh toan lay cong suat lam viec
Trang 5T1= 9.55×10 6 ×
1 I P
n = 9.55×10 6 ×
86 462
09
9 = 187550.23
T2= 9.55×10 6 ×
2 II P
n = 9.55× 10 6 ×
64 144
55
8 = 564522.26
T3= 9.55×10 6 ×
3 III P
n = 9.55×10 6 ×
5 42
13
8 = 1826858.8
Tct= 9.55×10 6 ×
lv
n
ct
P = 9.55× 10 6 ×
5 42
03
8 = 1804388.2
Trục
Số vòng
Tính toán thiết kế chi tiết máy
I Thiết kế bộ truyền đai thang
Thông số đầu vào:
Công suất: P1= 9.09 (kW)
Số vòng quay trục dẫn: n1= 462.86 (vòng/ph)
Tỉ số truyền: uđ= 3.15
1 Chọn đai
Công suất: P1= 9.09 (kW)
Số vòng quay trục dẫn: n1= 462.86 (vòng/ph)
Theo đồ thị 4.1 trang 59 tài liệu“Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí”
Chọn đai loại B
2 Chọn đường kính bánh đai nhỏ d1= 200 mm ( theo bảng 4.13 trang
59 tài liệu“Tính toán hệ thống dẫn động cơ khí”)
3 Vận tốc đai v =
60000
n
d1 1 =
60000
462.86
200 = 4.84 (m/s)
4 Theo công thức (4.2) tài liệu “Tính toán hệ dẫn động cơ khí”,với hệ số trượt , đường kính bánh đai lớn:
d = u×d × (1 -) = 3.15×200×(1 – 0.02) = 617.4 (mm)
Trang 6Theo bảng 4.26, chọn đường kính tiêu chuẩn d2= 630 mm Vậy tỉ số truyền thực tế: ut=
) -(1 d
d 1
2
630
u =
u
u
-ut = 100 %
15 3
3.15 -3.21 = 1.9% < 4%
5 Xác định khoảng cach trục a hoặc chọn sơ bộ a theo d2
a = d2= 630 mm
6 Theo công thức (4.4) tài liệu “Tính toán hệ dẫn động cơ khí”
l = 2a + 0.5π(d1+ d2) +
4a
d1) -(d2 2
= 2×630 + 0.5×3.14×(630 + 200) +
630 4
200) -(630 2
= 2636 (mm)
chiều dài đai tiêu chuẩn l = 2650 mm (tra bảng 4.13)
7 Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây
i =
v l =
2.650 4.84 = 1.83 (vòng/s)
8 Khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2650 mm
4
8 2
2
với = l -
2
d
d1 2 = 2650 -
2
630
200 = 1347
=
2
d
d2 1 = 215
4
215 8 1347
1347 2 2 = 637.23 (mm)
9 Góc ôm
a
d
d2 1 = 180 0 57
637.23
200
630 = 142.54 min = 120 0
10 Xác định số đai
z = P0 C1C1đCuCz
K P
Kđ= 1.1
Trang 7 1 = 141.54
C = 1 – 0.0025(180 - 1 ) = 1 – 0.0025(180 – 141.54) = 0.9
0
l l =
3750 2650 = 0.7
C 1 = 0.91
u = 3.15 => Cu= 1.14
P 0 = 2.73 ( v = 4.84 m/s , d 1 = 200 mm )
P P = 01
2.73 9.09 = 3.33 => C2= 0.92
z =
92 0 14 1 91 0 9 0 2.73
1 1 09 9
Chọn z = 5
11 Chiều rộng bánh đai , t = 25.5 ; e = 17
B = (z -1 )t + 2e = (5 -1)25.5 + 217 = 136
Đường kính ngoài bánh đai h0= 5.7 mm
da= d + 2h0= 200 + 2 5.7 = 136
12 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
F0=
z C v
K P
780 1 đ
+ F v
F v = q m v 2 = 0.300 4.84 2 = 7.03 (N)
F0=
5 0.9 4.48
1.1 9.09 780
+ 7.03 = 365.12 (N)
Lực tác dụng lên trục :
2 sin F
0
2
54 141 sin 5 365.12 2
= 3447.5 (N)
Cz chon so bo, sau do kiem tra lai va xac dinh so dai
ko tinh tuoi tho dai va ung suat max cho phep