Tiểu luận tính toán hệ dẫn động băng tải

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.89 MB, 41 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐI HỌC SƯ PHM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

TP. Hồ Ch? Minh, thAng 11 năm 2023

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Giảng viên môn học: PGS.TS. Văn Hu Thnh

Sinh viên thực hiện: Đặng Phước Thnh MSSV: 22146233

Hình 1: Hệ dẫn động băng tải Hình 2: Sơ đồ tải trọng

SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:

1. Lực kéo trên băng tải 2F (N): 3800 2. Vận tốc vòng của xích tải V(m/s): 1,4 3. Đường kính tang D (mm): 400 4. Số năm làm việc a(năm): 5

5. Số ca làm việc: 2 (ca), thời gian: 6h/ca, số ngày làm việc: 300 ngày/năm 6. Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @: 150 (độ)

7. Sơ đồ tải trọng như hình 2

1. Đơng cơ điện Khoa Cơ khí Chế tạo máy

Bộ mơn Thiết kế máy

TIỂU LUẬN MƠN HỌC NGUN LÝ-CHI TIẾT MÁYTÍNH TỐN HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

HK: II Năm học:2023-2024 Đề: 03Phương án: 1

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Khối lượng sinh viên thực hiện: 01 bản thuyết minh tính tốn gồm: 1. Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

2. Tính tốn thiết kế bộ truyền ngồi của HGT 3. Tính tốn thiết kế bộ truyển của HGT 4. Tính tốn thiết kế 2 trục của HGT

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

MỤC LỤC

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN...7

1. Công suất trên trục công tác...7

2. Hiệu suất hệ dẫn động...7

3. Công suất cần thiết trên trục động cơ...7

4. Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ...7

5. Chọn tỷ số truyền sơ bộ...7

6. Số vòng quay trên trục động cơ...7

7. Tính số vịng quay đồng bộ của động cơ...7

7. Xác định các thông số của đĩa xích...12

8.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc...13

9. Xác định lực tác dụng trên trục...13

10. Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích...14

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC...15

1.Chọn vật liệu hai bAnh răng...15

2. XAc định ứng suất cho phép...15

3. Chiều dài cơn ngồi...16

4. XAc định cAc thơng số ăn khớp...16

5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...17

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn...18

7. Kiểm nghiệm về q tải...19

PHẦN 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 2 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC...21

1. Chọn vật liệu...22

2. Xác định tải trọng tác dụng lên trục...22

3.Lực tAc dụng lên bộ truyền x?ch:...22

4.T?nh sơ bộ trục...22

5.XAc định khoảng cAch giữa cAc gối đỡ và điểm đặt lực...22

6. Xác định đường kính của các tiết diện thành phần của trục...23

7. T?nh kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi...29

8. T?nh kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh...31

TÀI LIỆU THAM KHẢO...32

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ

4. Xác định sơ bộ số vòng quay của động cơ

Tốc độ quay của trục cơng tác:

Hệ truyền động cơ khí có bộ truyền xích và hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng côn, theo bảng 2.2 ta sơ bộ chọn ux=2,5 ; uh=4Tỉ số truyền chung sơ bộ:

6. Số vòng quay trên trục động cơ

nsb=n×usb=66,8 ×10 668= (vịng/phút)

7. Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ

Chọn động cơ điện phải thỏa mãn điều kiện (2.1) và (2.2):

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Chọn trước tỉ số truyền uxcủa bộ truyền xích: ux= 3

Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của hộp giảm tốc:

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Công suất trên trục động cơ: Pm=P1

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI CỦA

Do điều kiện làm việc chu va đập nhẹ và hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọn loại xích ống con lăn

2. Chọn số răng đĩa xích

Theo bảng 5.4 chọn số răng đĩa nhỏ (đĩa dẫn) là Z = 25 (răng)1

Số răng của đĩa xích lớn:

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Do vậy ta tính được:  Hệ số hở răng kz=z01

=2525=1,00. Với z01=25là số răng đĩa xích nhỏ trong thực nghiệm, Z1 là số răng đĩa xích nhỏ.

-ka: hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích: Chọn a=40 p→ Tra bảng B5.6/t82 ta được ka=1

-kđc: hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

Tra bảng B5.6/t82 ta được v trí trục được điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích: →kđc=1

-kbt: hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn → Tra bảng B5.6/t82 ta được động cơ làm việc trong môi trường không bụi →kbt=¿1

-kđ: hệ số tải trọng động kể đến tính chất của tải trọng→ Tra bảng B5.6/t82 ta được Vậy bước xích p = 25,4 mm < pmax = 44,45

Tuy nhiên với p = 25,4 mm đường kính đĩa xích b dẫn lớn:

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Để xích khơng chu lực căng q lớn, khoảng cách trục a tính được theo (4.14) cần giảm bớt một lượng : ∆a=0,003 ×a¿

=0,003 ×766,05 ≈ 2mm(mm) Do đó: a a=¿−∆a=¿764 mm(mm)

5. Kiểm nghiệm số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây

Tra bảng B5.9/t85 với loại xích ống con lăn, bước xích p=19,05 (mm⇒Số lần va

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

6. Kiểm nghiệm xích về độ bền

Để đảm bảo cho xích khơng b phá hỏng do quá tải cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn: Vậy bộ truyền xích đảm bảo độ bền.

7. Xác định các thơng số của đĩa xích

Đường kính vịng chia của đĩa xích:

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

(Với d1 được tra trong bảng B5.2/t78 ta được d1=11,91 (mm) ) Đường kính vịng đáy răng:

{

df 1=d1−2 r =152−2× 6,03=139,94 (mm)df 2=d2−2 r=454 ,92−2 ×6,03=442 86(mm,

8.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc σH trên mặt răng đĩa xích phải thỏa mãn điều

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

(Với E1, E2 là môđun đàn hồi của vật liệu con lăn và răng đĩa xích)

−¿A (mm2) - diện tích chiếu của bản lề, tra Bảng 5.12: A=265 ( mm2) Trong b truy n nghiêng 1 góc < đó ộ ề 40° : kx= 1,15

10. Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Tỷ số truyền thực tế u −¿ 3

Đường kính chia vịng đĩa

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC

Thông số đầu vào

- Công suất trên trục dẫn: P = 6,14 (kW)1

- Số vòng quay trên trục dẫn: n = 730 (vòng/ phút)1

- Tỉ số truyền của bộ truyền: u = 3,64 - Moment trên trục dẫn: T1=80324,66 (N.mm)

- Số năm làm việc:5

- Mỗi năm làm việc 300 ngày, một ngày làm việc 2 ca, 1 ca 6 giờ.

1. Chọn vật liệu hai bAnh răng

Theo bảng 6.1 tài liệu 1 trang 92, ta chọn:

 Bánh nhỏ: thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn 241 ÷285 HB có :  Giới hạn bền: σb 1 = 850 MPa

 Giới hạn chảy: σch1 = 580MPa

 Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn 192 ÷240HB có :  Giới hạn bền: σb 2 = 750 MPa

 Giới hạn chảy: σch2 = 450 MPa

2. XAc định ứng suất cho phép

- Xác đnh ứng suất tiếp xúc cho phép

Theo bảng 6.2 tài liệu 1 trang 94 với thép 45, tơi cải thiện đạt độ rắn 180÷ 350HB

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Theo (6.5) tài liệu 1 trang 93,ta có:NHO¿30. HHB¿số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi

+ NHE ,N FE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.

+ c, n, t∑ : lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong một phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng.

+ Tổng số giờ làm việc của bánh răng: t∑ = 5.300.2.6 = 18000 giờ ● Tính ứng suất tiếp xúc cho phép: Như vậy theo (5.3) sơ bộ xác đnh được

Ta chọn ứng suất tiếp xúc cho phép tính tốn [σH]=

[

σH2

]

=49 0,9(MPa) ● Tính ứng suất uốn cho phép:

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

3. Chiều dài cơn ngồi

Được tính theo công thức (6.52a):

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

+ T1 – mômen xoắn trên trục bánh răng dẫn

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng được tính theo cơng thức (6.58):

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

δH – hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15: δH=¿ 0,006.

g0 – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, tra bảng 6.16g0= 56 (cấp chính xác 8, mte = 3 )

⇨vH=0,006.56 . 2,71

√

70,875.(3 , 64 1+ )3 , 6 4 =8,65 b−Chiềurộng vànhrăng: =Kbbe.Re=0 ,25 .152 48=38,12 mm,

Thay các trị số trên vào cơng thức (6.63) tính được:

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng

=0 ,52 tra bảng 6.21 được KFβ=1 , 25(giả sử trục bánh răng côn lắp trên ổ đũa, sơ đồ I, HB < 350)

KFα = 1 - bánh răng côn răng thẳng

KFv - Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, tính theo cơng thức:

δF−¿hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 :δF=0,016g0 – hệ số kểđến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, tra bảng 6.16g0= 56 (cấp chính xác 8, mte

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Số răng của bánh răng tương đương:

7. Kiểm nghiệm về quá tải

Hệ số quá tải: Kqt=Tmax

T = 2,2 (Với động cơ điện 4A160S8Y3) Để tránh biến dạng dư hoặc gãy giòn bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại phải thỏa điều kiện:

σHmax=σH

√

Kqt=480,23 .√2,2 712,3 1260=<=[σH max]

Kiểm nghiệm quá tải về độ bền uốn theo công thức (5.43):

σF 1max=σF 1

√

Kqt=98 , 86 .√2,2=146 ,63( MPa)<[σF 1]max=464(MPa)σF 2max=σF 2

√

Kqt=91 ,26 .√2,2 135,36=( MPa) <[σF 2]max=360( MPa)

8.Các thông số và kích thước bộ truyền

Thơng số

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Góc nghiêng của răngβ 0

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

PHẦN 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 2 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

1. Chọn vật liệu

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 tơi cải thiện có:  Độ bền [σb]=¿ 850 𝑀𝑃𝑎 ,

 Giới hạn chảy [σb]=¿ 580 𝑀𝑃a

 Ứng suất xoắn cho phép [𝜏] = 15 … 30 𝑀𝑃𝑎 ⇒ chọn[τ ]=15

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

5.XAc định khoảng cAch giữa cAc gối đỡ và điểm đặt lực

- Chiều dài mayơ bánh răng côn:

 Chiều dài mayơ bánh răng côn trên trục I:

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

6. Xác định đường kính của các tiết diện thành phần của trục

6.1. Tính tốn phản lực, momen uốn và đường kính trục tại các tiết diện trên trục I

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Tính Momen uốn tương đương:

Vớid1 = 30 mm, tra Bảng 10.5 ta được: [σ] = 67 MPa. Đường kính trục tại các tiết diện ta tính được đường kính trục tại các tiết diện như sau:

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Vớid2 = 45 mm, tra Bảng 10.5 ta được: [σ] = 67 MPa. Đường kính trục tại các tiết diện ta tính được đường kính trục tại các tiết diện như sau:

7. T?nh kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an tồn

Trong đó: [s] là hệ số an tồn cho phép, [s] = (1,5 ÷ 2,5);

Sσj,Sτjlà hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất tiếp tại tiết diện j.

sτj= τ−1

K.τ

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Vì trục qua làm việc theo 1 chiều nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu

Với thép C45 tôi cải thiện có: Giới hạn bền kéo : σb = 850 Mpa

Giới hạn mỏi uốn : σ−1 = 0,436.σb = 370,6 MPa

Giới hạn mỏi xoắn : τ−1 = S × σ−1 = 0,58.370,6 = 214,948 MPa Tra bảng 10.7, ta được: ψσ = 0,1 ; ψτ = 0,05

-Tại tiết diện (C) trên trục II (tiết diện lắp bánh răng có đường kính d = 38 mm) Đối với trục tiết diện tròn :

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Ky là hệ số tăng bền bề mặt trục cho trong bảng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt,không dùng phương pháp gia tăng độ bền bề mặt, Ky=1

Dùng dao phay ngón tay đối với trục có rãnh then , theo bảng 10.12 ta được :

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Do đó tiết diện (C) trên trục II thỏa điều kiện bền mỏi

Tương tự, tại các tiết diện nguy hiểm: (B) và (C) trên trục I đều thỏa điều kiện bền mỏi

8. T?nh kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh

Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột (chẳng hạn khi mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. PGS.TS.Trnh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một. NXB Giáo dục Việt Nam. ( 2010)

2. PGS.TS.Trnh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí hai. NXB Giáo dục Việt Nam. (2010)

</div>

Tiểu luận tính toán hệ dẫn động băng tải

<b> TRƯỜNG ĐI HỌC SƯ PHM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ</b>

<b>MỤC LỤC</b>

<b>PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ</b>

<b>PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGỒI CỦA </b>

{

<b>PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CỦA HỘP GIẢM TỐC</b>

[

]

√

√

√

√

<b>PHẦN 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 2 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về