tính toán thiết kế cụm gấp giấy, chương 4 docx

- Ta chọ sơ bộ loại đai .Chọn loại đai thang thường đai vải cao su ,chịu được sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm tốt vì vận tốc làm việc nhỏ hơn 25 m/s.. Trục Thông số Động cơ Trục công tác

CHƯƠNG 4 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM ĐỘT

4.1 Phân phối tỉ số truyền

- Ta chọn tỉ số truyền của bộ truyền đai thang từ trục động cơ đến trục công tác I là 4,176

- Ta chọn tỉ số truyền của bộ truyền đai răng từ trục công tác I đến trục công tác II là 2,75

4.2.Tính toán bộ truyền đai thang

1) Chọn tiết diện đai

Theo hình 4.1 [1] ta chọn tiết diện đai thang là tiết diện A

2) Các thông số của bộ truyền

- Số vòng quay bánh đai dẫn :n1=1378(vòng/phút)

- Số vòng quay bánh đai bị dẫn :n2=

176 4

1378

dai

i

- Đai làm việc với tải ổn định ,làm việc 8 giơ ø mỗi ngày

- Ta chọ sơ bộ loại đai Chọn loại đai thang thường ( đai vải cao su ,chịu

được sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm tốt ) vì vận tốc làm việc nhỏ hơn 25 (m/s)

Kí hiệu đai :A có : bt=11 ; b =13 ; y0=2,8;

A= 81 ; h =8

Trục

Thông số

Động cơ Trục công

tácI Trục tácI công

Moment xoắn T

Theo bảng (4.13) [1], ta chọn đường kính bánh đai nhỏ:

d1 = 90 (mm)

- Vận tốc đai:

60000

1378 90 14 , 3 60000

1

 d n

v1 = 8,66 (m/s) < vmax = 25 (m/s)

Theo công thức (4.2), ε = 0,01 với là hệ số trượt

Đường kính bánh đai lớn:

01 , 0 1

176 , 4 90 1

.

1











u d

Ta chọn theo tiêu chuẩn là d2 =355 (mm)

 Lúc này tỉ số truyền thực tế sẽ là : 







) 1 ( 1

2 2

1



d

d n

n

Sai số của tỉ số truyền đã chọn là : 100 3,26%

176 , 4

008 , 4 176 , 4







Sai số này chấp nhận được trong kỹ thuật Vậy ta chấp nhận d1 và

2

d

- Theo bảng(4.14) Chọn sơ bộ khoảng cách trục : a=d2=355mm

Theo (4.4)chiều dài đai đượcxác định như sau :

a

d d d d

4 2

2 1 2 2





- Lấy theo tiêu chuẩn bảng 4.13 l =1400(mm)

- Kiểm tra tuổi thọ đai theo số màng cốt : i =

6 , 1

66 , 8



l

v =5,41 <10 Vậy chiều dài đai chấp nhận được

- Tính chính xác khoảng cách trục a :

a =

4

8 2



Trong đó (d1 d2)

1



Vậy khoảng cách trục chính xác sẽ là : a = 323 (mm)

Theo (4.7) góc ôm:

180

1 

 ¨ - 2 1 x57

a

d

d  ¨=133,2 ¨>120 ¨ 3)Xác định số đai Z:

theo CT 4.16

P K Z

P C C C C

 Trong đó :

* P1:công suất trên bánh chủ động :P=0,054(KW)

* P0: công suất cho phép ,tra bảng 4.19 ta có được :P0=1,64(KW)

* K d:hệ số tải trọng động : tra bảng 4.7 K d=1,1

* C:hệ số ảnh hưởng góc ôm : tra bảng 4.15 :C=0,87

* C1:hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai : tra bảng 4.16:C1=0,95

* C u:hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền : tra bảng 4.17 :C u=1,14

* C z: hệ số ảnh hưởng của sự phân bố tải không đều,tra bảng 4.18:

z

C =1

 Vậy ta tính được Z=0.04 ta chọn Z=1 đai

* Chiều rộng bánh đai theo (4.17) và bảng 4.21 : B= (Z-1).t+2.e

 Vậy ta tính được bề rộng của bánh đai là 20(mm)

- Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ :

) ( 6 , 106

d

-Đường kính ngoài của bánh đai lớn :

) ( 6 , 406

2 0

d

4) Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

- Theo CT (4.19) lực căng ban đầu bằng :

780P K

vC Z

trong đó:

* Fv = qm.v2 (định kì điều chỉnh lực căng)

với qm = 0,105 (kg/m) (bảng 4.22)

=> Fv =0,105.8,662=7,87 (lực căng do lực ly tâm gây ra)

do đó:F0  14.1 (N)

Vậy lực tác dụng lên trục:

 /2

sin

4.3.Tính toán bộ truyền đai răng

1)Xác định mođun và chiều rộng đai

a) Mođun

Theo(4.28) [1]m=35.3

2

2

n p

Trong đó : p2 =0,052 kw là công suất trên bánh đai chủ động

n2= 330v/ph là số vòng quay trên bánh đai chủ động

=> m = 1,89

Theo bảng 4.27[1] ta chọn : m =2

b) Chiều rộng đai

Theo(4.29)[1] b=đm

Với đ=6…9 là hệ số chiều rộng , chọn đ =8

Theo bảng 4.28[1] chọn b =20 mm

2)-Các thông số của bộ truyền

-Số răng z1 của bánh đai nhỏ chọn theo bảng 4.29[1] nhằm đảm bảotuổi thọ cho đai: z1 =18 răng

-Số răng bánh đai lớn z2 = u2 z1=2,75.18 =49.5

Chọn z2 = 50 răng

-Xác định khoảng cách trục

amin  a amax

với amin=0,5m(z1+z2) + 2m=72 mm

amax=2m(z1+z2) =272 mm

Ta chọn a=200 mm

-Số răng đai zđ

Theo (4.30)[1]

a

p z z z z p

a

z đ

40

) (

2

1 2 2





Trong đó :p =6,28 mm – bước đai (bảng 4.27)[1]

 Zđ =99,3

Theo bảng 4.30 [1] chọn chiều dài đai : lđ =628 mm

-Xác định lại khoảng cách trục a :

Theo (4.6)[1]

a =

4

Trong đó = lđ–p(z1+z2)/2 =414,5

 = m(z2-z1)/2 =32

-Đường kính vòng chia các bánh đai:

d1 = mz1 =36 mm

d2 = mz2 =100 mm

-Đường kính vòng ngoài của các bánh đai:

da1 =mz1- 2 = 34,8 mm

da2 =mz2- 2 = 98,8 mm

với  =0,6 : là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình của lớp chịu tải_theo bảng 4.27 [1]

-Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai nhỏ:

Z0 = Z11/3600

Trong đó 1 _ góc ôm trên bánh đai nhỏ

1 =1800- [ ( 2 1)] 57 , 3 0

a

z z

 Z0 =8,1

3)Kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng

- Theo (4.33)[1] lực vòng riêng được xác định:

q = Ftkđ /b +qmv2 [q]

* Ft =

v

P

1000

với v =

60000

.

n d

 =0,622 m/s

=>Ft =83,6 N

* qm=0,032kg/(m,mm):khối lượng một mét đai có chiều rộng 1 mm _ theo bảng 4.31[1]

* kđ=1,1 _ hệ số tải động (đối với động cơ xoay chiều không đồng bộ)

* b = 16mm :chiều rộng đai

=> q =4,6N [q]=[q0]CzCu

* [q0] = 5 N/mm

* Cz =1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đồng thời ăn khớp

* Cu = 0.95 hệ số kể đến truyền động tăng tốc => [q] = 4,75 N

=> q [q]

Vậy đai thoả mản về lực vòng riêng

4)Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

* Lực căng ban đầu:

Theo (4.35) [1] F0 =(1,1 … 1,3)qmb v2 = 28 N

* Lực tác dụng lên trục:

Theo (4.36) [1] Fr =(1 … 1,2)Ft=92 N

4.4.Thiết kế các dụng cụ gia công giấy

4.4.1.Dao cắt vết hằn dọc

- Nhiệm vụ của dao cắt vết hằn dọc: tạo 2 vết hằn chạy song song theo chiều dọc suốt chiều dài giấy

- Cấu tạo:

35

4.4.2.Dao đột lỗ giấy

- Nhiệm vụ: Tạo các lỗ trên bề mặt giấy phần ngoài rìa của 2 bên,mỗi bên có 22 lỗ

- Cấu tạo:

3.2

35

4.5 Thiết kế con lăn kéo và tính toán bộ truyền đai

4-Gân cao su

3-Then (lắp bánh đai)

2- Vòng cao su 1- Trục con lăn

3

4

* Tính toán bộ truyền đai thang

Ta chọn đường kính con lăn kéo d=70 mm

Vận tốc dài của con lăn: v=1,77 m/s

=> Số vòng quay của con lăn là :

70

77 , 1 60000

60000





d

v

1) Chọn tiết diện đai

Theo hình 4.1 [1] ta chọn tiết diện đai thang là tiết diện A

2) Các thông số của bộ truyền

- Số vòng quay bánh đai dẫn :n1=1378(vòng/phút)

- Số vòng quay bánh đai bị dẫn :n2= 483 (vòng/phút)

=> idai=

2

1

n

n =2,85

- Đai làm việc với tải ổn định ,làm việc 8 giơ ø mỗi ngày

- Ta chọ sơ bộ loại đai Chọn loại đai thang thường ( đai vải cao su ,chịu

được sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm tốt ) vì vận tốc làm việc nhỏ hơn 25 (m/s)

Kí hiệu đai :A có : bt =11 ; b =13 ; y0 =2,8; A= 81 ; h =8

Theo bảng (4.13) [1], ta chọn đường kính bánh đai nhỏ:

d1 = 71 (mm)

- Vận tốc đai:

60000

1378 71 14 , 3 60000

1

 d n

v1 = 5,2 (m/s) < vmax = 25 (m/s)

Theo công thức (4.2), ε = 0,01 với là hệ số trượt

Đường kính bánh đai lớn:

01 , 0 1

85 , 2 71 1

.

1











u d

Ta chọn theo tiêu chuẩn là d2 =200 (mm)

 Lúc này tỉ số truyền thực tế sẽ là : 







) 1 ( 1

2 2

1



d

d n

n

Sai số của tỉ số truyền đã chọn là : 100 0,35%

85 , 2

84 , 2 85 , 2







Sai số này chấp nhận được trong kỹ thuật Vậy ta chấp nhận d1 và

2

d

- Theo bảng(4.14) Chọn sơ bộ khoảng cách trục : a=d2=200mm

Theo (4.4)chiều dài đai đượcxác định như sau :

a

d d d d

4 2

2 1 2 2

- Lấy theo tiêu chuẩn bảng 4.13 l =850(mm)

- Kiểm tra tuổi thọ đai theo số màng cốt : i = 6,1

85 , 0

2 ,



l

v <10 Vậy chiều dài đai chấp nhận được

- Tính chính xác khoảng cách trục a :

a =

4

8 2



Trong đó

2

) (d1 d2



2

1



Vậy khoảng cách trục chính xác sẽ là : a = 202 (mm)

Theo (4.7) góc ôm:

180

1 

 ¨ - 2 1 x57

a

d

d  ¨=143,6 ¨>120 ¨ 3)Xác định số đai Z:

theo CT 4.16

P K Z

P C C C C

 Trong đó :

* P0: công suất cho phép ,tra bảng 4.19 ta có được :P0=1,64(KW)

* K d:hệ số tải trọng động : tra bảng 4.7 K d=1,1

* C:hệ số ảnh hưởng góc ôm : tra bảng 4.15 :C=0,87

* C1:hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai : tra bảng 4.16:C1=0,95

* C u:hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền : tra bảng 4.17 :C u=1,14

* C z: hệ số ảnh hưởng của sự phân bố tải không đều,tra bảng 4.18:

z

C =1

 Vậy ta tính được Z=0,043 ta chọn Z=1 đai

* Chiều rộng bánh đai theo (4.17) và bảng 4.21 : B= (Z-1).t+2.e

 Vậy ta tính được bề rộng của bánh đai là 20(mm)

- Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ :

0

2h d

d a   =77,6 mm

- Đường kính ngoài của bánh đai lớn :

0

d

D a   =206,6 mm

4) Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

- Theo CT (4.19) lực căng ban đầu bằng :

780P K

vC Z

trong đó:

* Fv = qm.v2 (định kì điều chỉnh lực căng)

với qm = 0,105 (kg/m) (bảng 4.22)

=> Fv =0,105.5,22=2,9 (lực căng do lực ly tâm gây ra)

do đó:F0  14,05 (N)

Vậy lực tác dụng lên trục:

 /2

sin

4.6 Thiết kế trục công tác và chọn ổ

4.6.1 Thiết kế trục công tác

Máy đột giấy liên tục cho máy in là loại máy có công suất nhỏ lực cắt dùng để gia công giấy lả không đáng kể ,do vậy các điều kiện về độ bền trục đều được thông qua

Việc thiết kế trục công tác cho cụm đột chỉ chủ yếu dựa vào kết cấu cụm công tác và độ cứng vững của trục

Trục công tác I

20

498

35

Trục công tác II

424

4.6.2 Chọn ổ

Các ổ của trục công tác được đặt trong gối ổ

Hình dạng gối ổ như sau:

* Các điều kiện để chọn ổ

-Ổ phải đảm bảo trục công tác làm việc chính xác,do ổ được lắp vào gối

ổ nên sự đồng tâm không không cao ,do đó ta phải chọn ổ có khả năng tự lựa

- Ổ phải phù hợp với kết cấu trục đã chọn

-Ổ làm việc chịu va đập nhẹ,tải trọng không đáng kể

=> Với những điều kiện nêu trên ta chọn ổ bi đỡ long cầu hai dãy với đặc tính nổi bật là ổ cho phép trục nghiêng dưới 20

* Chọn ổ cho các trục

+ Trục công tác I có đường kính tại vị trí lắp ổ là d=30 mm

 Ta chọn ổ bi đỡ long cầu hai dãy 1206 với các thông số sau :

d = 30 mm ; D =62 mm ; B =16 mm ; C =12,2 kN

+ Trục công tác II có đường kính tại vị trí lắp ổ là d=30 mm

 Ta chọn ổ bi đỡ long cầu hai dãy 1210 với các thông số sau :

d = 50 mm ; D =90 mm ; B =20 mm ; C =17 kN