Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Cơ Khí Đồ án Cơ Sở Thiết Kế Máy Lớp : TKC K6 Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Các thông số hình học tác dụng nên trục 6 Phần II: tính toán thiết kế các bộ truyền ngoài 8 A.Thiết kế bộ truyền đai 1.. Xác định các lực trong bộ truyền đai 12 B.. Xác định các thông số

Trang 1

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Cơ Sở Thiết Kế Máy Khoa: Cơ Khí Lớp : TKC K6

SVTH : Phạm Văn Minh Trang: 1

GVHD : Ngô Văn Lực

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Trang 2

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Cơ Sở Thiết Kế Máy

Khoa: Cơ Khí Lớp : TKC K6

Mục Lục

Phần I: chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 3

1.1 Chọn động cơ điện 3

1.2 Phân phối tỉ số truyền 5

1.3 Các thông số hình học tác dụng nên trục 6

Phần II: tính toán thiết kế các bộ truyền ngoài 8

A.Thiết kế bộ truyền đai

1 Xác định kiểu đai 8

2 Tính sơ bộ đai 9

3 Chọn đường kính đai tiêu chuẩn 4 Xác định số đai Z 11

5 Xác định chiều rộng bánh đai 6 Xác định các lực trong bộ truyền đai 12

B Thiết kế bộ truyền xích 14

1 Chọn loại xích 2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền 14

Phần III: Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 19

3.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 19

3.2 Xác định các ứng suất cho phép 20

3.3 Tính toán các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 23

Phần IV: Thiết kế trục và khớp nối 31

A Chọn khớp nối

1 Xác định các thông số của khớp nối 31

2 Kiểm nghiệm khới nối 33

B Tính trục 34

1 Chọn vật liệu 2.Tính toán thiết kế trục 34

3 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 37

4 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 44

Trang 3

5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 48

Phần V: Tính chọn then 50

5.1 Tính chọn then cho trục I 50

5.2 Tính chọn then cho trục II 51

Phần VI: Chọn ổ trục 53

6.1 Chọn ổ lăn cho trục I 54

6.2 Chọn ổ lăn cho truc II 56

Phần VII: Bôi trơn ăn khớp và bôi trơn ổ trục 58

Phần VIII: Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết khác 58

8.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 58

8.2 Thiết kế các chi tiết khác 59

8.3 Các đặc tính kĩ thuật của hộp giảm tốc 60

Phần XI: Xây dựng bản vẽ lắp và các kiểu lắp ghép 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

Đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy

Trang 4

Đề số: 1A Thiết kế hệ dẫn động băng tải

M=

M

I

II

P

V B

III D

1

2

3

4 5

6

Lược đồ hệ dẫn động băng tải

1 Động cơ 2 Nối trục 3 Bộ truyền đai

4 Hộp giảm tốc 5 Bộ truyền xích 6 băng tải

Số liệu cho trước:

Trang 5

6 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền

ngoài

Khối lượng thiết kế

1 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc(A3):

01 bản tổng thể 3 hình chiếu

03 bản , mỗi bản thể hiện 01 hình chiếu

2 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết(01 bản A3):

3 01 Bản thuyết minh(A4)

Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau:

- Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

- Phần II : Tính toán bộ truyền ngoài

- Phần III : Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

- Phần IV : Tính toán và kiểm nghiệm trục,khớp nối

- Phần V : Tính và chọn then

- Phần VI :Chọn ổ lăn

- Phần VII : Bôi trơn ăn khớp và ổ lăn

- Phần VIII : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và các chi tiết khác

Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền:

1.1 Chọn động cơ điện

- Công suất làm việc (băng tải) tới hạn:

Trang 6

PLV =

1000

.V

F

=

1000

85 , 1 3250

= 6,0125 Kw (1-1) Trong đó: F là lực kéo băng tải ; V là vận tốc của băng tải

- Công suất tương đương :

Ptd= PLV  (1-2)

Trong đó:  =



là hệ số tải trọng động

Trong đó: Mk – mô men thứ k của phổ tải trọng tác động lên băng tải ; tk – thời gian tác động của mô men thứ k

Theo đề bài, ta có: M1 = M ; M2 = 0,6M

t1 = 4h ; t2 = 4h ; tck =8h

Từ đó, ta có kết quả:

0, 6

= 0,82

Vậy: Ptd = 6,0125.0,82 = 4,93 Kw

-Công suất cần thiết :

Pct= td

ht

P

 (1-3) Với: ht là hiệu suất của toàn bộ hệ thống được xác định theo công thức:

ht=k.đ.br.ol

3

. x (1-4) Trong đó: k – hiệu suất của khớp nối

đ - hiệu suất của bộ truyền đai thang

br – hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ thân khai răng nghiêng

ol – hiệu suất của một cặp ổ lăn

x – hiệu suất của bộ truyền xích

Theo bảng 2.3-(I), ta có:

k = 1 ; đ = 0,95 ; br = 0,95 ; ol = 0,99 ; x = 0,92

Thay các giá trị trên vào (1-4), ta được:

ht = 1 0,95 0,95 (0,99)3.0,92 = 0,81

81 , 0

93 , 4



P ct = 6,1 Kw

Trang 7

-Căn cứ vào vận tốc vòng của băng tải, vòng quay của băng tải là:

nbt =

3

60.10

v D

 vòng/phút (1-5) với : v- vận tốc vòng của băng tải( v = 1,85m/s)

 nbt=

3

60.10 1,85 480

 =73,61 vòng/phút -Căn cứ vào tỉ số truyền của các loại truyền động ta có:

usb=u u u d. br. x (1-6)

Với: ux - tỉ số truyền của bộ truyền xích

uđ - tỉ số truyền của bộ truyền đai thang

ubr- tỉ số truyền động bánh răng trụ

Theo bảng 2.4-(I), ta có ux = 2…5 ; uđ = 3…5; ubr= 3….5

Chọn ux = 2 ; uđ = 3; ubr= 3

usb= 3.3.2= 18

Mặt khác: n sb n u bt. sb (1-7)

nsb= 73,61.18 = 1325 (v/p)

Ta chọn động cơ dựa vào điều kiện sau:

1,5

dn











(1-8)

Từ điều kiện (1-8) và bảng P1.2 trang 235-(I) ta chọn động cơ loại 4A có nhãn hiệu 4A132S4Y3, có các thông số kỹ thuật được cho ở bảng số liệu như sau:

Kiểu động

cơ

Công suất

Kw

Vận tốc quay Vòng/phút

(v/p)

k dn

T T

max

dn

T T

Khối lượng (kg)

d1 (mm)

4A132S4Y3 7,5 1455 87,5 0,86 1500 2,0 2,2 77 38

Trang 8

Ưu điểm của động cơ loại 4A là nhỏ gọn hơn so với động cơ loại K và DK Mặt khác chúng có phạm vi công suất lớn hơn và số vòng quanh đồng bộ rộng hơn !

1.2 Phân phối tỉ số truyền

Để phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền, phải tính tỉ số truyền cho toàn bộ hệ thống

U= dc

bt

n

n =1455

Mà: U=uh.ung (1 - 10)

Với uh - tỉ số truyền của hộp giảm tốc;

ung - tỉ số truyền ngoài hộp;

ung=uk.ux.uđ (1-11)

uk - tỉ số truyền của khớp nối

do uk = 1  ung = ux uđ

ux - tỉ số truyền của bộ truyền xích

uđ - tỉ số truyền của bộ truyền đai thang

Theo bảng 2.4-(I), ta có ux = 2…5 ; uđ = 3…5

Chọn ux = 2 ; uđ = 3

 ung = ux uđ = 2.3= 6

Do đó uh =

ng u

= 19, 77

6 = 3,295 Như vậy:

-tỉ số truyền của hộp giảm tốc hay tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng là:

uh = ubr = 3,295 ;

-Tỉ số truyền của bộ truyền đai: uđ = 3

-Tỉ số truyền của bộ truyền xích: ux = 2

1.3 Xác định các thông số động học và lực tác dụng lên các trục

Trang 9

I

II

P

III D

Hình 1: Ký hiệu các trục trong hệ thống dẫn động băng tải

1.3.1.Tính toán tốc độ quay của các trục

- Trục động cơ: nđc = 1455 vòng/phút

- Trục I: nI =

d

dc u

n

= 1455

3 = 485 vòng/phút

- Trục II: nII = I

br

n

- Trục III: nIII =

x

II u

n

= 147, 2

2 =73,6 vòng/phút

1.3.2.Tính công suất trên các trục

Gọi công suất trên các trục I, II, III, lần lượt là PI , PII , PIII , có kết quả như sau:

Để đảm bảo độ chính xác ta tính công suất từ trục tang (trục III) tính lại

- Công suất trên trục III:

PIIIP td= 4,93 Kw

- Công suất trên trục II:

.

III II

P P

- Công suất trên trục I:

5, 413

II I

P P

Trang 10

- Công suất thực tế mà động cơ phải đạt:

5, 755

I

P P

1.3.4Tính mô men xoắn trên các trục

- Trục động cơ:

Tdc = 9,55

dc n

P

.

= 9,55

6

10 6,12

1455 = 40169 Nmm

- Trục I:

TI = 9,55

I

I n

P

.

= 9,55

6

10 5, 755

485 = 113320 Nmm

- Trục II:

TII = 9,55

II

II n

P

.

= 9,55

6

10 5, 413

- Trục III:

TIII = 9,55

III

III n

P

.

= 9,55

6

10 4, 93

Vậy ta có bảng số liệu sau:

Thông số

Trục

Tốc độ quay (vòng/phút)

Công suất (Kw)

Mô men xoắn (Nmm)

Trang 11

Bảng 1:Số liệu động học và động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động

Phần II: Tính toán thiết kế các bộ truyền ngoài

A Thiết kế bộ truyền đai thang

1 Xác định kiểu đai:

-Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai:

ndc = 1455 (vòng/phút) ; Pdc = 7,5 Kw ; ud = 3

Căn cứ vào Hình 4.1 - Chọn loại tiết diện đai hình thang và do không có yêu cầu đặc biệt nào nên ta chọn loại đai hình thang bình thường loại A trong bảng 4.13 Các thông

số của đai hình thang tr59-(I) Theo đó, thông số kích thước cơ bản của đai được cho trong bảng sau:

Loại đai Kích thước mặt cắt (mm) Diện tích

A(mm2)

d1

(mm)

Hình vẽ dưới đây thể hiện kích thước mặt cắt ngang của dây đai:

Trang 12

13 11

40 0

Hình 2: Kích thước mặt cắt ngang của dây đai thang

2 Tính sơ bộ đai:

-Tính vận tốc đai:

v =

60000

.



(2 - 1)

v = .140.1455

60000



=10,67 (m/s) Như vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép vmax = 25 m/s (đối với loại đai thang)

Ta chọn  = 0,02 ( - hệ số trượt đai)

Theo công thức:

d2 = d1 ud (1 -  ) (2 - 2)

ta có: d2 = 140 3 (1 - 0,02) = 411,6(mm)

3 Chọn đường kính đai tiêu chuẩn:

Theo bảng 4.21 - Các thông số của bánh đai hình thang trang 63 -(I), ta chọn

d2 = 400 mm

Tỉ số truyền thực tế là:

udt =

) 1 (

1

2





d

(2 -3)

udt = 400

Sai lệch của tỉ số truyền là:

u =

d

d dt

u

u 

100% (2 -4) u = 2,8%

Trang 13

Vậy: u  3  4%  Thỏa mãn điều kiện về sai lệch tỉ số truyền đai

-Theo bảng 4.14-(I), ta chọn sơ bộ chiều dài khoảng cách trục là:

asb =d2=400 mm

Chiều dài sơ bộ của đai là:

lsb = 2.asb +

2

)



+

sb a

d d

4

)

(2 - 5)

lsb = 1690,48 (mm)

Theo bảng 4 13 -(I), ta chọn l = 1800 mm

Số vòng chạy của đai trong 1s:

i = v/l (2 - 6)

i = 10,67÷1800.10 3= 5,928 (vòng/s)

vậy i = 5,928<imax = 10

-Khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn:

a = (+ 2 2

8

với:  = l – 0,5.(d2 + d1) = 951,77

và:  = 0,5.(d2 -d1) = 130

Hay:

a =

951, 77 (951, 77) 8(130 )

4

= 457,41mm -Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục cần thỏa mãn:

0,55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2) (2 - 8)

Ta có: 0,55(d1 + d2) +h = 305 mm

2(d1 + d2) = 1080 mm

Vậy thỏa mãn điều kiện khoảng cách trục

Tính góc ôm 1 trên bánh đai nhỏ theo công thức:

1 = 180o

-a

d

(2 -9)  1 = 147° 36’ Ta lấy

Vậy 1 = 147°36’ >120o , góc ôm thỏa mãn điều kiện

4 Xác định số đai Z:

Áp dụng công thức 4 16-(I) có:

Trang 14

z =

  l u z

d cd C C C C P

K P



.

0

(2 -10)

Trong đó:

-Pcd - Công suất trên trục bánh đai chủ động P = 7,5 Kw ;

Tra các bảng hệ số, chọn các hệ số:

+ Kđ - Hệ số tải trọng ứng với trường hợp tải dao động nhẹ, tải trọng mở máy đến 150% tải trọng danh nghĩa (Bảng 4 7-(I) ), ta chọn Kđ =1,1

+ [P0] - Công suất cho phép, tra bảng 4 19-(I), ta có [P0] = 2,3 Kw ;

+ C - Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1 , tra bảng 4 15-(I),Với α1 = 147°36’ Vậy: C = 0,91

+ Cl - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai

Với l/l0 = 1800/1700 =1,059, tra bảng 4 16 - tr 61-(I), ta có: Cl =1,01

+ Cu - Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền, tra bảng 4 17 - tr 61(I), với

trường hợp u ≥3 , ta có: Cu = 1,14 ;

+Cz - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, với

Pcd/[P0] = 7,5/2,3 =3,26,tra bảng 4 18 - tr 61-(I), ta chọn:Cz = 0,94

Thay các giá trị trên vào công thức (2-10), ta được:

z = 7,5.1,1

Ta chọn z = 4 (đai)

5 Xác định chiều rộng bánh đai:

Chiều rộng của bánh đai được xác định theo công thức:

B = (z - 1)t + 2e (2-11)

Tra bảng 4 21 - tr 63-(I), ta có:

t = 15 mm ; e = 10 mm ; h0 = 3,3mm

Vậy: B = 65mm

Đường kính ngoài của bánh đai được xác định theo công thức:

da = d + 2h0 (2-12)

Trang 15

- Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ là:

da1 = d1 + 2h0 = 140 +2.3,3 =146,6 (mm)

- Đường kính ngoài của bánh đai lớn là:

da2 = d2 + 2h0 = 400+ 2.3,3 = 406,6 (mm)

6 Xác định lực trong bộ truyền

Xác định lực vòng theo công thức:

Fv = qm v2 (2-13)

Với qm - Khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng 4 22-(I), ta có: qm = 0,105 kg/m  Fv = 0,105.(10,67)² =11,954 N

Xác định lực căng ban đầu:

áp dụng công thức tính lực căng trên 1 đai:

F0 =

z C v

K

.

780



+ Fv = 177,64 N (2-14)

Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức:

Fr = 2F0.z.sin 









 2

1



(2-15) Với α1= 147°36’

Fr = 1364,68 (N)

Trang 16

F1

F2

F r

O1

d1

n1

1

Hình3:Sơ đồ lực tác dụng lên trục khi bộ truyền đai làm việc

B

e t

d da

h0

Hình 4: Mặt cắt ngang của bánh đai và dây đai

Khoảng cách trục a 457,41 mm

Đường kính bánh đai nhỏ 140 mm

Đường kính bánh đai lớn 400 mm

Bề rộng của bánh đai B 65 mm

Bảng 2: Các thông số của bộ truyền đai

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	411,1 KB