Đồ án môn Chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Chia sẻ: Trongcuong Nguyen | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:42

0
397
lượt xem
117
download

Đồ án môn Chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cùng nắm kiến thức trong đồ án Chi tiết máy với đề tài "Thiết kế hệ dẫn động băng tải" thông qua việc tìm hiểu nội dung các phần sau: phần 1 chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền, phần 2 tính toán thiết kế bộ truyền ngoài, phần 3 tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng côn răng thẳng, phần 4 tính toán thiết kế trục, phần 5 tính chọn và kiểm nghiệm ổ lăn, phần 6 tính toán vỏ hộp và các chi tiết khác.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn Chi tiết máy: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

  1. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Thông số đầu vào : 1. Lực kéo băng tải F = 1500 N 2. Vận tốc băng tải v =0,94 m/s 3. Đường kinh tang ́ D = 270 mm 4. Thời hạn phục vụ Lh= 18000 giờ 5. Số ca làm việc: Số ca = 3 ca 6. Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngoài: 60o 7. Đặc tính làm việc: Va đập vừa PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1.Chọn động cơ điện 1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ Trong đó Pct : Công suất trên một trục công tác Pyc : Công suất trên trục động cơ Hiệu suất của bộ truyền: (1) Tra bảng ta có: Hiệu suất của một cặp ổ lăn : = 0,99 Hiệu suất của bộ đai : 0,96 Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : 0,97 Hiệu suất của khớp nối: 1 Thay số vào (1) ta có: = 0,993.0,96.0,97.1 = 0,9 Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là : Trang 1
  2. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ Trên trục công tác ta có: nlv = Trong đó : (2) Tra bảng ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của: Truyền động đai: 3 Truyền động bánh răng trụ: 4 (hộp giảm tốc một cấp) Thay số vào (2) ta có: 3.4= 12 Suy ra :66,53.12 = 798,56 (v/ph) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: ndc =750 (v/ph) 1.1.3.Chọn động cơ Từ Pyc = 1,57 kW & ndc =750 v/ph Tra bảng phụ lục ta có động cơ điện Kiểu động cơ Pđc (KW) 4A112MA8Y3 2,2 705 1.2.Phân phối tỉ số truyền 1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống Theo tính toán ở trên ta có: 705 (v/p) nct = 66,53(v/ph) 2
  3. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Tỉ số truyền chung của hệ thống là : 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong = 4 1.3.Tính các thông số trên các trục 1.3.1.Số vòng quay Theo tính toán ở trên ta có: ndc = 705(vg/ph) Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là: Số vòng quay thực của trục công tác là: 1.3.2.Công suất Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 1,41() Công suất trên trục II là : Công suất trên trục I là : Công suất thực của động cơ là: Trang 3
  4. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.3.3.Mômen xoắn trên các trục Mômen xoắn trên trục I là : Mômen xoắn trên trục II là : Mômen xoắn trên trục công tác là: Mômen xoắn thực trên trục động cơ là : 1.3.4Bảng thông số động học Thông Động Cơ I II Công Tác số/Trục U =4 =1 n(v/ph) 705 266 66,5 66,5 P(KW) 2,2 1,48 1,42 1,41 T(N.mm) 21132 4
  5. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI. Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt. Các thông số yêu cầu: 2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai. Chọn đai vải cao su 2.2.Chọn đường kính hai đai: Chọn theo tiêu chuẩn theo bảng: d1=(5,2 6,4) ΤΙ =(5,2 6,4) =(143,8176,94) chọn d=160 mm 3 Kiểm tra vận tốc đai: thỏa mãn. Xác định : :Hệ số trượt,với Chọn Tra bảng ta chọn theo tiêu chuẩn: Tỷ số truyền thực: Sai lệch tỷ số truyền : Thỏa mãn. 2.3.Xác định khoảng cách trục a. Khoảng cách trục Vậy :chọn Chiều dài đai : Dựa vào bảngta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn Số vòng chạy của đai trong. Thỏa mãn. Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ: Suy ra thỏa mãn 2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai Diện tích đai : Trang 5
  6. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Trong đó : : lực vòng : hệ số tải trọng động. Tra bảng ta được : : chiều dày đai được xác định theo tra bảng với loại đai vải cao su ta chọn Do vậy : Tra bảng ta dùng loại đai và không có lớp lót, chiều dày đai , Kiểm tra :  Thỏa mãn Ứng suất cho phép : Trong đó: và là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu và loại đai Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền và định kỳ điều chỉnh khoảng cách trục Tra bảng với ta được : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai Do sử dụng đai vải cao su : hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng với góc nghiêng của bộ truyền ta được Do vậy : 6
  7. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chiều rộng đai: Chiều rộng bánh đai B: Tra bảng với b=40 (mm) tra bảng B21.16 ta có B=50 (mm) 2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu : Lực tác dụng lên trục: 2.6 Bảng thông số Thông số Ký hiệu Giá trị Loại đai b-800 Đường kính bánh đai nhỏ 160(mm) Đường kính bánh đai lớn 400 (mm) Chiều rộng đai b 34,48(mm) Chiều dày đai 3,75 (mm) Chiều rộng bánh đai B 50 (mm) Chiều dài đai L 2800 (mm) Khoảng cách trục a 900 (mm) Góc ôm bánh đai nhỏ Lực căng ban đầu 244,5 (N) Lực tác dụng lên trục 484,70 (N) PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG Thông số đầu vào: P = PI= 1,48(kW) T1= TI=53135(Nmm) Trang 7
  8. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải n1= nI=266(vg/ph) u = ubr= 4 Lh= 18000 (giờ) 3.1 Chọn vật liệu bánh răng Tra bảng , ta chọn: Vật liệu bánh răng lớn: • Nhãn hiệu thép: 45 • Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện • Độ rắn: Ta chọn HB2=230 • Giới hạn bền σb2=750 (MPa) • Giới hạn chảy σch2=450 (MPa) Vật liệu bánh răng nhỏ: • Nhãn hiệu thép: 45 • Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện • Độ rắn: HB=192÷240, ta chọn HB1= 245 • Giới hạn bền σb1=850 (MPa) • Giới hạn chảy σch1=580 (MPa) 3.2.Xác định ứng suất cho phép 3.2.1.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF] , trong đó: Chọn sơ bộ: SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: Tra bảng với:  Bánh răng chủ động: SH1= 1,1; SF1= 1,75  Bánh răng bị động: SH2= 1,1; SF2= 1,75 - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở: => Bánh chủ động: Bánh bị động: KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền: , trong đó: 8
  9. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh răng có HB mH = 6 và mF = 6 NHO, NFO – Số chu kỳ thay đổi ứng suấtkhi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truy ền ch ịu tải trọng tĩnh => NHE= NFE= 60c.n.t∑ , trong đó: c – Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c=1 n – Vận tốc vòng của bánh răng t∑ – tổng số thời gian làm việc của bánh răng  Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1 NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1 NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1 NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1 Do vậy ta có: Do đây là bộ truyền bánh răng côn răng thẳng =>(MPa) 3.2.2.Ứng suất cho phép khi quá tải 3.2.3. Xác định chiều dài côn ngoài Theo công thức (6.15a): Với ▪T1 là mômen xoắn trên trục chủ động. T1= TI=53135(N.mm) ▪[σH] - ứng suất tiếp xúc cho phép; [σH] = 481,82( MPa). ▪ KR– hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng và loại bánh răng: Đối với bánh răng côn răng thẳng làm bằng thép => U-Tỉ số truyền u=4 - Hệ số chiều rộng vành răng : chọn sơ bộ => Trang 9
  10. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng với -0,57 -Sơ đồ bố trí là sơ đồ I - HB
  11. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Tra bảng B[1] với =27 ;=4 , ta được x1=0,36 ; x1=-x2=0,36 3.4.5 xác định đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài : Đường kính trung bình Chiều dài côn ngoài : (mm) 3.5. Xác định các hệ số và một số thông số động học Tỷ số truyền thực tế: ut= 4 Vận tốc trung bình của bánh răng: Với bánh răng trụ răng nghiêng và v = 0,82(m/s) tra bảng [1] ta đựoc cấp chính xác của vbộ truyền là: CCX=9. Tra phụ lục 2.3/250[1], với: + CCX=9 +HB
  12. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải 3.6.1.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ZM –Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu bánh răng Bảng 6.5-T96: ZM= 274[MPa]1/3. ZH –hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc tra bảng Với x1+x2=0 và được suy ra ZH=1.76 Zε-hệ số xét đến sự trùng khớp của hai bánh răng : . và hệ số trùng khớp ngang εα có thể tính gần đúng theo công thức: Suy ra: KH –hệ số tải trọng khi tính toán tiếp xúc =1,12.1.1,01=1.13 Chiều rộng vành răng =0,25.140=35 Thay vào ta được: Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép ; Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] được tính theo công thức  Đủ bền và Thỏa mãn 3.6.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn . Công thức : 12
  13. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải - Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động: trong đó Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Do là bánh răng thẳng (hệ số kể đến độ nghiêng của răng). - hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 phụ thuộc vào số răng tương đương .Tra bảng:,với hệ số dịch chỉnh X1= YF1= 3,45; YF2 = 3,53 - hệ số tải trọng khi tính về uốn. . 1,24.1.1,03= 1,28 Vậy: Do : σF1=MPa< [σF1] =252Mpa; σF2=< [σF2] = 237 Mpa Do vậy bánh răng đảm bảo điều kiện bền về uốn. 3.6.3.Kiểm nghiệm về quá tải: Kqt – Hệ số quá tải: Trang 13
  14. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Do vậy: 3.7. Các thông số hình học của cặp bánh răng: - Đường kính vòng chia : - chiều cao răng ngoài -chiều cao đầu răng ngoài : Chiều cao chân răng ngoài Đường kính đỉnh răng ngoài 3.8. Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng Như vậy ta có bảng thông số chính của bộ truyền: Thông số Kí hiệu Giá trị Chiều dài côn ngoài 139,5 Môdun vòng ngoài 2,5 Chiều rộng vành răng b 35 Tỉ số truyền 4 Góc nghiêng của răng 0 14
  15. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Số răng của bánh răng 27 108 Hệ số dịch chỉnh chiều cao 0,38 -0,38 Đường kính vòng chia ngoài 67,5 270 14,04 Góc chia côn 75,96 he = 2htemte + c ; mte = 2,5 Chiều cao răng ngoài hte = cosβ = 1 (mm); c = 0,2mte = 0,5 (mm) → he = 2×1×2,5 + 0,5 = 5,5 (mm) hae1 = (hte + xn1cosβ)mte = 3,45 (mm) Chiều cao đầu răng ngoài xn1 = x1 = 0,38 hae2 = 2htemte – hae1 = 1,55 (mm) 2,05 Chiều cao chân răng ngoài 3,95 74,19 Đường kính đỉnh răng ngoài 270,80 PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Tính toán khớp nối Thông số đầu vào: Mô men cần truyền: T = TII =203925 (N.mm) 4.1.1 Chọn khớp nối: Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục: Ta chọn khớp theo điều kiện: Trong đó: Trang 15
  16. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với: k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng ta lấy k = 1,2 T – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục: T = TII = 203925(N.mm) Do vậy: Tt = k.T = 1,2.203925= 244710 (N.mm) Tra bảng với điều kiện: Ta được các thông số khớp nối như sau: Tra bảng với: ta được: 4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối a. Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi: , trong đó: - Ứng suất dập cho phép của vòng cao su. Ta lấy ; Do vậy, ứng suất dập sinh ra trên vùng đàn hồi: b. Điều kiện bền của chốt: , trong đó: - Ứng suất cho phép của chốt. Ta lấy Do vậy ứng suất sinh ra trên chốt: 4.1.3 Lực tác dụng lên trục Ta có:; lấy trong đó: 4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi: Thông số Ký hiệu Giá trị Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được 250 (N.m) Đường kính lớn nhất có thể của trục nối 32 (mm) Số chốt Z 6 Đường kính vòng tâm chốt D0 105 (mm) 16
  17. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chiều dài phần tử đàn hồi l3 28 (mm) Chiều dài đoạn công xôn của chốt l1 34 (mm) Đường kính của chốt đàn hồi d0 14 (mm) 4.2. Thiết kế trục 4.2.1 Chọn vật liệu Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σb = 600 MPa, ứng suất xoắn cho phép [τ] = 12 ÷ 30 Mpa. 4.2.2 Xác định lực tác dụng b. Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng: Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai: Fd = 484,70 (N)(N) Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 776,86 (N) Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng: - Lực vòng: (N) - Lực hướng tâm - Lực dọc trục 4.2.3 Xác định sơ bộ đường kính trục - Với trục I: , trong đó: TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI =53135(N.mm) [τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) v ới tr ục vào h ộp gi ảm t ốc ta chọn [τ] = 15 (MPa) - Với trục II: TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII = 203925 (N.mm) [τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) v ới tr ục vào h ộp gi ảm t ốc ta chọn [τ] = 25 (MPa) (mm) Ta chọn: 4.2.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực a. Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục Tra bảng với: Trang 17
  18. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Ta được chiều rộng ổ lăn trên các trục: b. Xác định khoảng cách trục Trục I: Tra bảng ta được: 4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Bánh răng côn - trên trục I: Chọn - trên trục II Do đó chọn Giả sử có bánh răng trụ - bánh răng trụ : +trên trục II Do đó chọn + khớp đàn hồi : Do đó chọn + Đĩa xích : Do đó chọn Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng -Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay: k1=8 mm; -Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=5 mm; -Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=15mm; -Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20mm Suy ra 18
  19. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chọn 70mm Do đó Chọn Chọn Trục II Chọn Trang 19
  20. Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản