Bài tập lớn Chi tiết máy: Đề số 2 - Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Chia sẻ: Bùi Minh Hoàng | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

711
lượt xem 101
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền, thiết kế bộ truyền xích ống con lăn, thiết kế bộ truyền bánh răng trụ, thiết kế hai trục trong hộp giảm tốc là những nội dung chính trong đề số 2 "Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải" trong bài tập lớn Chi tiết máy. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập lớn Chi tiết máy: Đề số 2 - Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY SVTH : BÙI MINH HOÀNG LỚP : CK10CTM3 MSSV : 21001084 ĐỀ SỐ 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Hệ thống dẫn động băng tải gồm : 1Động cơ điện ; 2Nối trục đàn hồi ; 3Hộp giảm tốc bánh răng trụ; 4Bộ truyền xích ống con lăn; 5Bộ phận công tắc – Băng tải Số liệu thiết kế : phương án 3 Lực vòng trên băng tải, F: 3000 N Vận tốc băng tải, v: 3.55 m/s Đường kính tang dẫn của băng tải, D: 500 mm Thời gian phục vụ, L: 4 ( năm ) Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ ( 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ngày làm việc 8 giờ ) Chế độ tải: = T ; = 0,7T
= 30 s ; = 36 s Sai số vòng trục máy công tắc so với yêu cầu 5% Yêu cầu:  Bài tập lớn số 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Bài làm: I. Chọn động cơ: 1. Xác định công suất bộ phận công tác là băng tải : = = = 10,65 kW 2. Xác dịnh công suất tương đương: = = = = 0,8496 Pmax Suy ra = 0,8496.10,65 = 9,048 kW
3. Hiệu suất chung của hệ thống truyền động: Trong đó: Hiệu suất của khớp nối trục đàn hồi. = 0,96 Hiệu suất hộp giảm tốc bánh răng trụ thẳng 1 cấp. Hiệu suất bộ truyền xích. Hiệu suất ổ lăn Vậy ta được: = 1. 0,96 . 0,93 . 0,993 = 0,8663 4. Công suất cần thiết của động cơ: = = = 10,44 kW 5. Số vòng quay trục công tác: = = = 135,6 vòng/phút 136 vòng/phút 6. Tính toán số vòng quay sơ bộ của động cơ:
Chọn tỉ số truyền (Tra bảng 3.2 trang 88/Cơ sở thiết kế máyNguyễn Hữu Lộc) Hộp giảm tốc 1 cấp: ur = 3,5 Bộ truyền xích : ux = 2 Tỉ số truyền của khớp nối trục dàn hồi : uk = 1 Tỉ số truyền sơ bộ : uch = ur.ux.uk = 3,5. 2. 1 = 7 Vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nct . nch = 136.7 = 952 vòng/phút 7. Chọn động cơ: Dựa vào phụ lục bảng P1.3/trang 237 sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” của “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ”, ta chọn động cơ 4A160S6Y3, có công suất Pđc = 11,0 kW và số vòng quay của trục chính là 970 (vòng/phút). II. Phân phối tỷ số truyền: Xác định tỉ số truyền của hệ thống: = 7,13 Phân phối tỉ số truyền:
uch = ur.ux.uk Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc 1 cấp : ur = 3,5 Tỉ số truyền của khớp nồi trục đàn hồi là: uk = 1 Tỉ số của bộ truyền xích là: ux = = 2,037 III. Tính toán và lập bảng đặc tính theo mẫu: Trục của xích tải: Trục 3 Trục bánh răng cấp chậm: Trục 2 Trục bánh răng cấp nhanh: Trục 1 Trục động cơ: Trục dc Công suất trên các trục: P3 = Plv = 10,65 kW P2 = = = 11,567 kW P1 = = = 12,171 kW Pdc = = = 12,171 kW Số vòng quay của các trục: ndc = 970 vòng/phút n1 = = = 970 vòng/phút n2 = = = 277,14 vòng/phút n3 = = = 136 vòng/phút
Mômen trên các trục: Bảng đặc tính: Trục Động cơ 1 2 3 Thông số Công Suất P; (kW) 12,171 12,171 11,567 10,65 Tỷ số truyền u 1 3,5 2,037 Số vòng quay n (vg/ph) 970 970 277,14 136 Momen xoắn T (Nmm)  Bài tập lớn số 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN Bài làm:  Các thông số ban đầu:  Công suất bộ truyền: P = 11,567 kW  Tỷ số truyền: ux = 2,037  Số vòng quay bánh dẫn: n1 = 136 vòng/phút  Môment xoắn: T = 398588,62 N.mm  Làm việc hai ca, tải trọng va đập nhẹ, bộ truyền ngoài bôi trơn định kỳ
 Trình tự tính toán: 1. Chọn loại xích là xích ống con lăn 2. Chọn số răng đĩa xích dẫn: z1 = 29 2ux = 29 – 2. 2,037 = 24,926 răng chọn 25 răng (nên chọn số răng là lẻ để đĩa mòn đều hơn , tăng khả năng sử dụng). 3. Tính số răng đĩa xích lớn: z2 = z1.ux = 25.2,037 = 50,925 răng chọn z2 = 51
5. Tính công suất tính toán Pt Tra bảng (5.4) theo cột n01 = 200 vòng/phút Hệ số răng đĩa dẫn: Xích một dãy nên chọn: Kx = 1.  Ta chọn bước xích pc = 44,45 mm 6. Xác định số vòng quay tới hạn( bảng 5.2) Số vòng quay giới hạn tương ứng với bước xích pc = 44,45mm là nth = 400 vòng/phút nên thỏa điều kiện n1
8. Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc (theo công thức 5.26) Trong đó được chọn theo bảng 5.3, pc = 44,45mm và n1 = 136vòng/phút (chọn cột 200 vòng/phút) ta được = 26 Mpa. Do ta chọn pc = 44,45 mm nên điều kiện được thỏa. 9. Chọn khoảng cách trục sơ bộ: a = (3040).pc = 40. pc = 40.44,45 = 1778 mm Số mắc xích X (theo công thức 5.8): Ta chọn X = 120 mắc xích. Tính chiều dài khoảng cách trục theo công thức 5.9: Ta chọn a = 1692 mm (giảm khoảng cách trục (0,0020,004)a ). 10. Số lần va đập xích trong 1 giây:
Theo bảng 5.6 với bước xích pc = 44,45 mm ta có =12 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn (theo công thức 5.28): Tra theo bảng 5.10 sách Trịnh Chất Lê Văn Uyển với bước xích pc = 44,45 mm và số vòng quay là n = 200 vòng/phút. Tải trọng phá hủy Q = 172,4 kN =172400 N (tra bảng 5.2 sách Trịnh Chất Lê Văn Uyển với bước xích pc = 44,45 mm). Lực trên nhánh căng F1 F = 4590,08 N Lực căng do lực ly tâm gây nên (xác định theo công thức 5.56): Lực căng ban đầu (xác định theo công thức 5.17): 11. Tính lực tác dụng lên trục (theo công thức 5.19): Trong đó Km = 1.15 là hệ số trọng lượng của xích( xích nằm ngang) Ft = 4590,08 là lực vòng 12. Đường kính đĩa xích:
Bánh xích dẫn: Bánh xích bị dẫn:  Bài tập lớn số 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ Bài làm:  Số liệu ban đầu: Công suất truyền: P1 = 12,171 kW. mooment xoắn cực đại: T1 = 119827,89 N.mm. Số vòng quay trục dẫn: n1 = 970 vòng/phút. Số vòng quay trục bị dẫn: n2 = 277,14 vòng/phút. Tỷ số truyền: u = 3,5. Thời gian làm việc: L = 4 năm, làm việc 2 ca/ngày. Tổng thời gian làm việc: Lh = 4.300.2.8 =19299 giờ. 1. Chọn vật liệu:
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện, độ rắn HB1 250 HB. Giới hạn bền , giới hạn chảy Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện, chọn HB1 = HB2 + (1015)HB nên có độ rắn HB2 235 HB . Giới hạn bền , giới hạn chảy 2. Ứng suất cho phép: a. Ứng suất tiếp xúc: Ứng suất tiếp xúc cho phép : Số chu kỳ tương đương: Vì mỗi vòng quay răng chỉ ăn khớp một lần nên c = 1 chu kỳ chu kỳ Số chu kỳ cơ sở: chu kỳ chu kỳ Vì NHE1 > N0H1; NHE2 > N0H2 nên KHL1 = KHL2 = 1. Theo bảng 6.13/ trang 220 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc, giới hạn mỏi tiếp xúc các bánh răng xác định như sau :
Suy ra : Khi tôi cải thiện SH = 1,1 ( theo bảng 6.13/ trang 220 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc). Ứng suất tiếp cho phép: Do tính bánh răng nghiêng ta chọn Nhưng nên ta chọn b. Ứng suất uốn: Ứng suất uốn: Số chu kỳ tương đương: Vì mỗi vòng quay răng chỉ ăn khớp một lần nên c = 1 chu kỳ chu kỳ
Số ch kỳ cơ sở: chu kỳ Vì nên Theo bảng 6.13/ trang 220 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc, giới hạn mỏi tiếp xúc các bánh răng xác định như sau : Suy ra: Theo bảng 6.13/ trang 220 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc ta chọn SF = 1,75 Ứng suất tiếp cho phép: 3. Khoảng cách trục: Trong đó: ψ ba = 0,4 (theo bảng 6.15/ trang 228 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc, do các bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên : ψba = 0,3 ÷ 0,5) KHβ = 1,03 (tra theo bảng 6.4 trang 208 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc). Theo bảng 6.4 ứng với và độ cứng HB
4. Xác định các thông số bánh răng: Môđun răng mn = (0,010,02) aw = 1,63,2 mm (do HB1,HB2
Tỷ số truyền sau khi chọn răng: Kiểm tra lại tỷ số truyền thực tế: Vận tốc vòng bánh răng : Theo bảng 6.3/ trang 203 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của Nguyễn Hữu Lộc, ta chọn cấp chính xác 9 với vgh = 6m/s. 5. Kiểm tra ứng suất: a. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc: Xác định chính xác ứng suất cho phép: Trong đó : ( theo mục 2.a ở trên). ZR = 0,95 hệ số xét đến độ nhám. Zv = 0,966 hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc (do HB
KxH1 = 1,02 ; KxH2 = 1,01 hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước răng Nhưng nên ta chọn Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng: Trong đó: ZM = 275 Mpa1/2 (vì cả hai bánh răng đều là thép): hệ số xét đến cơ tính của vật liệu ZH = 1,725 hệ số xét đến hinh dạng của bề mặt tiếp xúc Với αtw là góc ăn khớp trong mặt cắt ngang : tgαtw = tgαnw /cosβ. αtw = 20,47 Z = 0,7764 hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc KH = 1,285 hệ số tải trọng tính.  (theo bảng 6.4/ trang 208)  v = 3,59 chọn cấp chính xác 9 ( theo bảng 6.3/ trang 203) KHV = 1,08 (nội suy trong khoảng vận tốc giữa 1 và 5 theo bảng 6.6/ trang 210).  KH = 1,15 ( theo bảng 6.11/ trang 212).
u = 3,522 hệ số truyền. Suy ra: Vậy nên bánh răng đủ bền tiếp xúc. b. Kiểm nghiệm ứng suất uốn: Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép: Trong đó: ( theo mục 2.b ở trên). YR = 1 hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám. Yx = 1,0036 hệ số kích thước. hệ số độ nhạy của vật liệu bánh răng đến sự tạp trung tải trọng. hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều quay đến độ bền mỏi( quay một chiều nên lấy bằng 1). Hệ số tải trọng tính: Trong đó: Ta có nội suy bảng 6.4 trang208
Với v = 3,59 ; cấp chính xác 9 và HB