Đang tải... (xem toàn văn)
Trường UTT Số liệu thiết kế : + Lực vòng trên đai tải : P = 5500N; + Vận tốc đai tải : v = 1,2 ms; + Thời gian phục vụ : L = 7 năm; + Băng tải : D = 400 mm; + Chế độ tải :P1 = 1,3.Plv ; t1 = 3 s P2 = 1.Plv ; t2 = 7200 s P3 = 0,6.Plv ; t3 = 7200 s + Chế độ làm việc: mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 4 giờ, mỗi năm làm việc 300 ngày, tải trọng va đập nhẹ. + Sai số v. tốc cho phép : 4 % PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI I. Tính chọn động cơ điện 1: Xác định công suất động cơ. Công suất trên trục động cơ điện là P_ct và được tính theo công thức: P_ct= P_tη Trong đó : P_ct công suất cần thiết trên trục động cơ (kW) P_t là công suất tính toán trên trục máy công tác ( kW) η là hiệu suất truyền động của toàn bộ hệ thống Trường hợp tải trọng không đổi : P_t=P_lv= (P.v)1000=5500.1,21000=6.6 (kW) Trường hợp tải trọng thay đổi : P _t = P _td = √((P _1 2 . t _1 + P _2 2 . t _2 + P _3 2 . t _3 )(t _1 + t _2 + t _3 )) với P1 = 1.3 Plv = 1,3.6.6 =8.58 kw ; t1= 3s P2 = 1 Plv = 1.6,6 = 6,6 kw ; t2 = 7200 s P3 = 0,6Plv = 0,6.6,6=3.96kw ; t3=7200 s Pt=Ptd = 5,4433 kw Tính hiệu suất truyền động η Dựa vào bảng 2.3 trang 19. Trị số hiệu suất các loại bộ truyền và ổ ta chọn: + Hiệu suất của bộ truyền đai (che kín) : η_đ= 0,96; + Hiệu suất của cặp bánh răng côn (được che kín) : η_brc= 0,97; + Hiệu suất của cặp bánh răng trụ (được che kín) : η_brt= 0,98; + Hiệu suất của cặp ổ lăn : η_ol= 0,99; + Hiệu suất của khớp nối trục : η_k=1; Vậy ta tính được hiệu suất của toàn bộ hệ thống η theo công thức : η = 〖 η 〗_đ . η _brc .η _brt . 〖η _ol 〗4 . η _k = 0,96.0,97.0,98. 〖0,99 〗4 .1 = 0,867 ⇒ P _ct = P _t η = 5.4433 0,867 = 6.213 (kW ).
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải hình sau: Số liệu thiết kế : + Lực vòng đai tải : P = 5500N; + Vận tốc đai tải : v = 1,2 m/s; + Thời gian phục vụ : L = năm; + Băng tải : D = 400 mm; + Chế độ tải :P1 = 1,3.Plv ; t1 = s P2 = 1.Plv ; t2 = 7200 s P3 = 0,6.Plv ; t3 = 7200 s + Chế độ làm việc: ngày làm việc ca, ca giờ, năm làm việc 300 ngày, tải trọng va đập nhẹ + Sai số v tốc cho phép : % PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI I Tính chọn động điện 1: Xác định công suất động Công suất trục động điện tính theo cơng thức: Trong : - cơng suất cần thiết trục động (kW) - cơng suất tính tốn trục máy công tác ( kW) - hiệu suất truyền động toàn hệ thống - Trường hợp tải trọng không đổi : - Trường hợp tải trọng thay đổi : với P1 = 1.3 Plv = 1,3.6.6 =8.58 kw P2 = Plv = 1.6,6 = 6,6 kw P3 = 0,6Plv = 0,6.6,6=3.96kw ; t1= 3s ; t2 = 7200 s ; t3=7200 s Pt=Ptd = 5,4433 kw Tính hiệu suất truyền động Dựa vào bảng 2.3 trang 19 Trị số hiệu suất loại truyền ổ ta chọn: + Hiệu suất truyền đai (che kín) : 0,96; + Hiệu suất cặp bánh (được che kín) : 0,97; + Hiệu suất cặp bánh trụ (được che kín) : 0,98; + Hiệu suất cặp ổ lăn : 0,99; + Hiệu suất khớp nối trục : 1; Vậy ta tính hiệu suất tồn hệ thống theo công thức : : Xác định sơ số vòng quay đồng động Tỉ số truyền tồn tồn hệ thống tính theo cơng thức: Trong đó: (Dựa vào bảng 2.4 tr21) + tỉ số truyền truyền động đai ta chọn + tỉ số truyền bánh trụ hộp giảm tốc cấp ta chọn ; Gọi số vòng quay trục máy cơng tác tính theo cơng thức : (vòng/phút) Trong đó: v – vận tốc băng tải xích tải (m/s); D – đường kính tang quay (mm); (vòng/phút) Vậy số vòng quay sơ động : vòng/phút); Chọn số vòng quay đồng động (vòng/phút) 3: Chọn động thực tế Động chọn phải có cơng suất số vòng quay thỏa mãn đồng thời điều kiện: Dựa vào bảng P1.3 thông số kỹ thuật động 4A với (vòng/phút) ta dùng động 4A112M2Y3 có thơng số: Cơng suất (kW) 7.5 Vận tốc quay (vòng/phút) cos 2922 0,88 87,5 2,2 2,0 Ta thấy: P = 7.5 > P ⇒ Thỏa mãn 4: Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động a Kiểm tra điều kiện mở máy cho động Khi khởi động, động cần sinh công suất đủ lớn để thắng lực ỳ hệ thống Điều kiện mở máy động thỏa mãn công thức sau đảm bảo: Trong : Cơng suất mở máy động (kW); momen khởi động momen danh nghĩa động cơ; + công suất cản ban đầu trục động cơ; = 0,876.7,5= 6,57 (kW) Từ đó, ta thấy động thỏa mãn điều kiện mở máy b , Kiểm tra điều kiện tải động II.Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung hệ thống truyền động tính theo cơng thức : Trong đó: – số vòng quay động chọn (vòng/phút); – số vòng quay trục máy cơng tác (vòng/phút); Chọn tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc Ung = Ud =5 Tỷ số truyền truyền hộp giảm tốc - Tính tỷ số truyền cấp nhanh ( bánh côn tỷ số truyền cấp chậm bánh trụ Tỷ số truyền hộp giảm tốc tính theo cơng thức: 10,2 Víi hộp giảm tốc bánh côn - trụ cấp: Với HGT bánh côn - trụ cấp, để nhận đợc chiều cao HGT nhỏ tính tỉ số truyền truyền bánh cấp nhanh u công thức sau [4]: (1.24) Trong đó: 0,3; Kbe - hệ số chiều rộng vành bánh côn; Kbe = 0,25 ba2 - hệ số chiều rộng bánh trụ; ba2=0,30,4 Khi Kbe = 0,3 ba2 = 0,4 (các giá trị tối u) ta cã [4]: u2 = 2,8626 u1 = = = 3,563 2.Tính tốn thơng số trục 2.1.Tính cơng suất trục (kW) (kW) (kW) (kW) 2.2.Số vòng quay trục, 2922 (vòng/phút) =584,4 (vòng/phút) 164.02(vòng/phút) = 57,29 (vòng/phút) nlv= n3 = 57,29 (vòng/phút) 2.3 Tính momen xoắn T trục Ta có : (với i = ; ; 3) Do ta tính được: = 20296,201 (Nmm) 96438 (Nmm) 329970,49 (Nmm) 6 916543,29 (Nmm) 907375,02 (Nmm) Động Trục Trục Trục Trục công 5,4983 tác 5,4433 Trục Công suất 6,21 Tỉ số truyền Số vòng quay 2922 Mơmen xoắn 20296,2 5,9014 5,6672 3,5630 584,4 96438 2,8626 164,02 329970,49 57,29 916543,29 57,29 907375,0 CHƯƠNG THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG Sơ đồ truyền đai: a – Khoảng cách hai trục; α1,α2 – góc ôm hai đai bánh nhỏ bánh lớn; γ – góc hai nhánh dây; d1, d2 – Đường kính bánh đai lớn đường kính bánh đai nhỏ II Thiết kế truyền đai Do chế độ làm việc yêu cầu với truyền đai làm việc ổn định h Cho nên đai phải có độ bền phù hợp thêm vào phải bảo đảm yêu cầu kinh tế giá thành phải tối thiểu Cho nên ta lựa chọn đai thang Chọn loại đai tiết diện đai Chọn đai thang thường Đai hình thang thường Đồ thị chọn loại tiết diện đai hình thang Dựa vào đồ thị,với thông số: Pđc= 6,21 (kW), nđc = 2922 (vòng/phút), ta chọn đai hình thang thường loại A có thơng số : Kích thước tiết diện (mm) bt b h yo 11 2,8 13 2.2Xác định thông số truyền A (mm2) d1 ( mm) l ( mm) 81 100 -> 200 560 ->4000 a Tính đường kính bánh đai ( d1 d2) Chọn d1 theo bảng 4.13 – Tr 59 [1], theo tiết diện đai: Ta chọn d1 =160 (mm) Từ đường kính đai, xác định vận tốc bánh đai: 24,4 (m/s) Ta thấy : v = 24,4 (m/s) αmin = 120 o Thỏa mãn điều kiện không trượt trơn đai bánh đai e, Tính số đai Z - Số đai Z tính theo cơng thức: Z= P.k d [ P0α] C Cul Cz C Trong đó: +) P – Công suất trục bánh đai chủ động (kW); P =6,21 (kW); +) [P0] – Công suất cho phép (kW); Tra bảng 4.19-Tr62_[1] theo tiết diện đai В: [P0] = 4,0 (kW); l0 = 1700 (mm); +) Kđ – Hệ số tải trọng động; Tra bảng 4.7-Tr55_[1] ta được: Kđ = 1,1 +) Cα – Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm α1; Theo bảng 4.15-Tr61_[1] : Cα = - 0,0025.(180 - α1) = – 0,0025.(180 – 131) = 0,878 +) Cl :Hệ số ảnh hưởng chiều dài đai l; Tra bảng 4.16-Tr61_[1] với = =1,85 ta được: Cl = 1,13; +) Cu :Hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền u; Cu = 1,14 (bảng 4.17 tr61) +) Cz :Hệ số kể đến phân bố không tải trọng dây đai; Tra bảng 4.18-Tr61_[1] ta : Z’ = = = 1,5525 = Cz = 0,97 = 1,55 Lấy Z = 2.2Các thông số bánh đai a Chiều rộng bánh đai B Chiều rộng bánh đai B tính theo cơng thức: B = (Z – 1).t + 2e Tra bảng 4.21-Tr63_[1] ta ho 3.3 e 10 φ 36o t 15 H b1 12.5 3.3 B = (Z – 1).t + 2e = (2 – 1).15 + 2.10 = 35 (mm) b Góc chêm mổi rãnh đai: 36o c Đường kính ngồi bánh đai: da1 = d1 + 2.h0 160 + 2.3,3 = 166,6 (mm); da2 = d2 + 2.h0 = 800 + 2.3,3 = 806,6 (mm); d Đường kính đáy bánh đai: df1 = da1 - H = 261,4 – 21 = 240,4(mm); df2 = da2 - H = 800– 21= 779 (mm) 2.3Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục - Lực căng đai xác định theo công thức sau: Trong đó: Fv – Lực căng lực li tâm sinh ra; Fv =q m v ;( qm : khối lượng 1(m) đai) Tra bảng 4.22_Tr64_[64] ta được: qm = 0.105 (kg/m) Fv =q m v = 0,105.24,42 = 62,5128 (kg.m/s2) Do đó: + 62,5128= 186.868(N) - Lực tác dụng lên trục bánh đai: 2.4Tổng kết thông số truyền đai P = 6,21 (kW) ; n = 2922(vòng/phút) ; uđ = Thơng số Ký hiệu Giá trị A 81 Đường kính bánh đai nhỏ d1 ( mm) 160 Đường kính bánh đai lớn d ( mm) 800 Vận tốc đai v (m/s) 24.4 ut 5.1 d a1 ( mm) 166.6 Tiết diện đai Tỷ số truyền thực tế Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ Đường kính đỉnh bánh đai lớn d a ( mm) 806.6 Đường kính chân bánh đai nhỏ d f ( mm) 153.4 Đường kính chân bánh đai lớn d f ( mm) 793.4 46 o Góc chêm rãnh đai [P0] (kW) 4.0 Z Chiều rộng đai B ( mm) 35 Chiều dài tính tốn l ( mm) 3089.42 Chiều dài đai tiêu chuẩn l ( mm) 3150 Khoảng cách trục a ( mm) 753 Góc ơm bánh đai nhỏ a1 ( � ) 131o Lực căng ban đầu F0 ( N ) 186.868 Lực tác dụng lên trục Fr ( N ) 680.17 Công suất cho phép Số đai Chương :Thiết kế truyền bánh cấp nhanh Do khơng có u cầu theo quan điểm thống hóa thiết kế, chọn vật liệu cho bánh truyền cấp nhanh nhau, ta chọn vật liệu thép nhóm I có độ rắn HB ≤ 350 Tra bảng 6.1 (tr 92 tập1) ta có - Bánh nhỏ (bánh 1): thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 241…285 +) Chọn độ rắn bánh nhỏ là: = 250 +) Giới hạn bền := 850 MPa +) Giới hạn chảy : = 580 MPa - Bánh lớn (bánh 2): thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB 192…240 +) Chọn độ rắn bánh lớn là: = 240 +) Giới hạn bền := 750 Mpa +) Giới hạn chảy : = 450 Mpa - Ứng suất tiếp xúc cho phép [] ứng suất uốn cho phép [] xác định theo công thức : [] = [] = Trong đó: +) ứng suất tiếp xúc cho phép ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì sở, trị số chung tra bảng 6.2 (tr 94 tập1) = 2HB + 70 , = 1,1 = 1,8HB , = 1,75 Suy ra: = 2.250 + 70 = 570MPa); = 1,8.250= 450 (MPa); = 2.240 + 70 = 550 (MPa); = 1,8.240 = 432 (MPa); +) – hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc ; +) – hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc ; +) – hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh răng; +) – hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân răng; +) – hế số xét đến độ nhậy vật liệu tập trung ứng suất; +) – hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến đọ bền uốn; +) – hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải, = đặt tải phía (bộ truyền quay chiều); Trong bước tính thiết kế, sơ lấy = =1, cơng thức trở thành : [] = [] = Trong đó: +) , – hệ số an tồn tính tiếp xúc uốn; +) , - hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ chế độ tải trọng truyền, xác định cơng thức: = = Ta có: +) , – bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc uốn ; == độ rắn mặt HB ≤ 350 +) –số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc với: = 30 ⇒= 30= 30.2502,4 = 17067789 ⇒ = 30= 30.2402,4 = 15474913 +) – số chu kì thay đổi ứng suất sở thử vể uốn, = +) , – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương - Trường hợp truyền làm việc với tải trọng thay đổi = 60c = 60c Trong đó: +) – số lần ăn khớp vòng quay bánh răng; +) – số vòng quay bánh phút; +) – mô men xoắn chế độ thứ i; +) – mô men xoắn lớn tác dụng lên bánh xét; +) – tổng số làm việc bánh = 7.300.2.4 = 16800 Ta có: n1 = 584.4 (vòng/phút); n2 = 164.02 (vòng/phút) +) +) +) +) ˃thì lấy = để tính, = 1; ˃ lấy = để tính, = 1; ˃thì lấy = để tính, = 1; ˃ lấy = để tính, = 1; Vậy ta có: [] = ⇒ [] =570.1/1,1 = 518,181 (MPa) [] = ⇒ [] = 450.1,1/ 1,75= 257,14 (MPa) [] = ⇒ [] = 550 1/1,1 = 500 (MPa) [] = ⇒ [] =432.1,1/1,75 = 246,857 (MPa) Với truyền bánh côn – thẳng , ứng suất tiếp xúc cho phép giá trị nhỏ hai giá trị [] , [] tức [δH] =500 Mpa - Ứng suất tiếp xúc cho phép tải : +) Với bánh thường hóa, tơi cải thiện tơi cải thể tích = 2,8 ⇒ = 2,8.= 2,8.580 = 1624 (MPa) ⇒ = 2,8.= 2,8.450 = 1260 (MPa) +) Ứng suất uốn cho phép tải (HB ≤ 350) = 0,8 ⇒ = 0,8.= 0,8.580 = 464 (MPa) ⇒ = 0,8.= 0,8.450 = 360 (MPa) : Tính truyền bánh Với tỉ sơ truyền u1=3,563 , nên chọn bánh côn- thẳng để thuận lợi cho việc chế tạo sau a, Xác định chiều dài ngồi chiều dài ngồi bánh côn chủ dộng xác định theo độ bền tiếp xúc cơng thức thiết kế có dạng Kr =0,5Kd – hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh , loại Với truyền động bánh côn – thẳng thép Kd =100 Mpa1/3 => Kr = 0,5.100= 50 Mpa1/3 Khb – Hệ số kể đến phân bố tải trọng không chiều rộng vành bánh côn, theo 6.21 Khc – Hệ số chiều rộng vành Kbe = b/Re = 0,25…0,3 chọn 0,25 Theo bảng 6,21 [43, 57 ,58, 59] Kbe u1/(2 – Kbe) = 0,25 3,5630/(2 – 0,3) =0,524 Khb =1.11 trục bánh côn lắp ổ đũa, sơ đồ , HB