Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
PHẦN I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ
I.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền
1.Chọn loại động cơ điện :
Vì khả năng sử dụng rộng rãi, kết cấu đơn giản ,độ làm việc tin cậy,
giá thành rẻ và dễ bảo quản, đối với hệ thống dẫn động băng tải đã yêu cầu ta
chọn động cơ đồng bộ 3 pha.
Để tránh các tác động cơ học từ bên ngoài, động cơ cần trang bị lưới
bảo vệ kín.
Động cơ được chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau :
- Không phát nóng quá nhiệt cho phép
- Điều kiện mở máy :
qtdcmm
TT >
- Điều kiện quá tải :
[ ]
qtdcdc
TT >
2.Các kết quả tính toán trên băng tải :
a. Momen thực tế trên băng tải:
Nm
DP
T
tb
3120
2
52,0.12000
2
.
===
b. Vận tốc vòng của băng tải:
- Vận tốc góc của băng tải :
R
v
bt
1000=
ω
(rad/s)M
- Vận tốc vòng của băng tải:
2000.60. 2000.60.0,15
5,5
2 . 2 .520
bt
v
n
D
π π
= = =
(vòng/phút)
c. Số vòng quay đồng bộ của động cơ:
p
f
n
db
.60
=
Trong đó : f là tần số dòng xoay chiều với f = 50Hz
p là số đôi cực từ , chọn p = 4
⇒
60.50
750
4
db
n = =
(vòng/phút)
d. Momen đẳng trị trên trục băng tải:
∑
∑
=
=
=
n
i
i
n
i
ii
dtbt
t
tT
T
1
1
2
.
=
21
2
2
21
2
1
2
ttt
tTtTtT
mm
mm
mm
++
++
Trong đó :
1
2,1 TT
mm
=
(Nm),
12
7,0 TT =
st
mm
3=
: thời gian mở máy,do
mm
t
quá nhỏ nên ta lấy
mm
t
=0.
ht 4
1
=
: thời gian toàn tải
ht 2
2
=
: thời gian non tải
5
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
Thay các giá trị trên vào công thức, ta có :
2 2
1 1
.4 (0,7 ) .2
2842,45
6
dttb
T T
T
+
= =
(Nm)
với
1
3120
bt
T T= =
Nm
e. Công suất đẳng trị trên trục băng tải:
.
2842,46.5,5
1,637
9550 9550
dtbt bt
dtbt
T n
P = = =
(kW)
f. Công suất đẳng trị trên trục động cơ:
ht
dtbt
dtdc
p
p
η
=
Trong đó :
4
. . .
ht br ô x d
η η η η η
=
Với:
+ Hiệu suất khớp nối:
kn
η
+ Hiệu suất truyền động của cặp ổ lăn:
ôl
η
+ Hiệu suất một cặp bánh răng trụ trong hộp giảm tốc:
br
η
+ Hiệu suất bộ truyền xích:
x
η
+ Hiệu suất bộ truyền đai:
d
η
Tra bảng ta có
0,96
br
η
=
,
0,992
ôl
η
=
,
92,0=
x
η
,
0,96
d
η
=
⇒
4.
0,96 .0,992 .0,92.0,96 0,821
ht
η
= =
⇒
1,637
1,993
0,821
dtdc
p = =
(kW)
Để hệ thống dẫn động băng tải làm việc bình thường, ta chọn
dc dtdc
p p≥
và động cơ có số vòng quay trung bình đảm bảo tỷ số truyền của hệ thống hợp
lý, đảm bảo hệ số công suất .
Dựa vào bảng P1.1 (sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí) ta chọn động cơ
điện sau:
`
Kiểu động cơ
Công
suất
KW
Vận tốc
quay
vg/ph cos
ϕ
ax
dn
m
T
T
dn
k
T
T
f = 50Hz
4A112MA8Y3 2,2 750 0,71 2,2 1,8
6
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
II/ Kiểm nghiệm động cơ:
1. Kiểm nghiệm quá tải:
Theo điều kiện
[ ]
qtdcdc
TT ≥
[ ]
dc
T
T
ht
.2.
η
=
9550
.2,2 28,01
750
T = =
,
→
[ ]
dc
T
0,821.2.28,01 46= ≈
Nm
5,1.
.
.9550
.
htdc
bt
cqtqtdc
n
P
TKT
η
==
→
9550.1,637.1,5
38,08
750.0,821
qtdc
T = =
Nm
Ta có:
[ ]
dc
T
>
qtdc
T
→ Vậy điều kiện quá tải thỏa mãn.
2. Kiểm nghiệm mở máy:
Theo điều kiện
qtdcmm
TT ≥
Lại có
1,5 1,5.28,01 42,015
mm
mm
T
T Nm
T
= ⇒ = =
⇒
qtdcmm
TT >
⇒
Vậy điều kiện mở máy thoả mãn.
III. Phân phối tỷ số truyền:
Tỷ số truyền
750
136,36
5,5
dc
bt
n
u
n
∑
= = =
Mà
.
h ng
u u u
∑
=
Tra bảng 2.4 trang 21 sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí:
u
h
: tỉ số truyền của hộp giảm tốc
u
ng
: tỉ số truyền ngoài hộp
.
ng d x
u u u=
u
kn
: tỉ số truyền của khớp nối (
1
kn
u =
)
Tra bảng ta lấy:
5
x
u =
,
5
d
u =
⇒
h
u
136,36
5,45
. . 5.1.5
x kn d
u
u u u
∑
= = ≈
u
h
: Tỉ số truyền bánh răng trụ răng nghiêng
IV. Các thông số động học và lực của các trục:
1. Tốc độ quay của các trục:
• Trục động cơ:
750
dc
n
=
(vòng/phút)
• Trục I:
750
750
1
dc
I
kn
n
n
u
= = =
(vòng/phút)
• Trục II:
750
150
5
I
II
d
n
n
u
= = =
(vòng/phút)
7
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
• Trục III:
150
27,52
5,45
II
III
h
n
n
u
= = =
(vòng/phút)
• Trục IV:
27,52
5,5
5
III
IV
x
n
n
u
= = ≈
(vòng/phút)
2. Công suất trên các trục:
• Trục động cơ:
1,993
dc
dc lv
P P= =
(kW)
• Trục I:
ô
. . 1,993.1.0,992 1,98
I dc kn l
P P
η η
= = =
(kW)
• Trục II:
ô
. . 1,98.0,96.0,992 1,89
II I d l
P P
η η
= = =
(KW)
• Trục III:
ô
. . 1,89.0,96.0,992 1,8
III II br l
P P
η η
= = =
(KW)
• Trục IV:
ô
. . 1,8.0,92.0,992 1,643
IV III x l
P P
η η
= = =
(KW)
3. Mômen xoắn trên các trục:
• Trục động cơ: T
dc
=
1,993
9550. 9550. 25,403
750
dc
lv
dc
P
n
= =
(Nm)
• Trục I:
1
1,98
9550. 9550 25,212
750
I
I
P
T
n
= = =
(Nm)
• Trục II:
2
1,89
9550. 9550. 120,33
150
II
II
P
T
n
= = =
(Nm)
• Trục III:
3
1,8
9550. 9550. 624,64
27,52
III
III
P
T
n
= = =
(Nm)
• Trục IV:
4
1,643
9550. 9550. 2852,85
5,5
IV
IV
P
T
n
= = =
(Nm)
Vậy ta có bảng kết quả sau:
8
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
Trục
Thông
số
Trục động
cơ
I II III IV
Tỉ số
truyền
1 5 5,45 5
Tốc độ
quay
(vòng/phút)
750 750 150 27,52 5,5
Công suất
(kW)
1,993 1,98 1,89 1,8 1,643
Momen
xoắn
(Nm)
25,403 25,212 120,33 624,64 2852,85
9
h
y
o
b
o
b
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
A. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
Các thông số của động cơ và tỷ số truyền của bộ truyền đai:
750( / )
dc
n v p=
;
2,2
dc
N kw=
;
5
d
u
=
Ở đây: Trục dẫn quay với vận tốc của trục động cơ(trục I)
Trục bị dẫn là trục II với
150( / )
II
n vg ph=
1. Chọn loại đai:
Momen xoắn trên trục dẫn
19,25
I
T =
(Nm)
Theo bảng 4.13 tr59 tập1 TTTKHDĐCK ta có thể chọn loại đai hình
thang Б
Loại đai Kí
hiệu
Kích thước mặt cắt
o
b
b
h
o
y
Mặt cắt
thường
Б 14 17 10,5 4,0 138 3350 140
2. Xác định đường kính bánh đai:
a. Bánh đai nhỏ:
Đường kính bánh đai nhỏ:
1
140d mm=
*Tính vận tốc đai:
1
3 3
3,14.140.750
5, 495
60.10 60.10
I
d n
v
π
= = =
m/s
10
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
b. Bánh đai lớn:
Đường kính bánh đai lớn được tính theo công thức:
)1.(.
12
ξ
−=
dud
d
Trong đó:
d
u
: tỉ số truyền đai
1
d
: đường kính bánh đai nhỏ
ξ
: hệ số trượt. Chọn
02,0
=
ξ
→
2
5.140.(1 0,02) 686d
= − =
mm
Chọn đường kính đai tiêu chuẩn là
670
mm
c. Tỷ số truyền thực tế là:
( ) ( )
2
1
670
4,88
1 140 1 0,02
t
d
u
d
ξ
= = =
− −
Sai số của tỷ số truyền là:
|
| 4,88 5|
.100% .100% 2,4%
5
tt d
u
d
u u
u
−
−
∆ = = =
5%
u
∆ < ⇒
Đai đó chọn thoả mãn điều kiện.
3. Chọn chiều dài sơ bộ khoảng cách trục là:
2
1,5 1,5.670 1005
sb
a d mm= = =
4. Tính chiều dài đai L (mm):
( )
( )
2
1 2
1 2
2
2 4
sb sb
sb
d d
L a d d
a
π
−
= + + +
→
( ) ( )
2
3,14 140 670 670 140
2.1005 3351,58
2 4.1005
sb
L mm
+ −
= + + =
Chọn đai theo tiêu chuẩn là: L = 3350 mm
Số vòng chạy của đai là :
5, 495
1,64
3,35
v
i
L
= = =
lần
5. Xác định khoảng cách chính xác trục a:
( ) ( ) ( )
2
2
1 2 1 2 1 2
1
2 2 8
8
a L d d L d d d d
π π
= − + + − + − −
( ) ( ) ( )
2
2
1
2.3350 3,14 140 670 2.3350 3,14 140 670 8 670 140
8
a
= − + + − + − −
→
1004,184a =
mm
Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục
( ) ( )
1 2 1 2
(2 1620) ( 1004,184) (0,55 233,5)d d a d d h+ = > = > + + =
⇒
Thoả mãn
11
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
6. Tính góc ôm
1
α
:
Tính theo công thức:
0 0
2 1
1
180 57
d d
a
α
−
= −
với điều kiện
0
1
120>
α
0 0
1
670 140
180 57 150
1004,184
α
−
= − ≈
thỏa mãn điều kiện.
7. Tính số đai cần thiết :
[ ]
0
P
được tính theo hình 13.14
[ ]
0
2,2( )P kW=
α
C
: hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm
1
150
o
α
=
→
0.92C
α
=
l
C
: hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai
l/l
0
=3350/3350=1;→
1
l
C
=
u
C
: hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền, bảng 4.17:
u
C
=1,14
d
K
: hệ số tải trọng động ứng với trường hợp tải trọng dao động nhẹ:
Số ca làm việc là 2, →
d
K
=1,1
z
C
: hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đồng đều tải trọng
cho các dãy đai, bảng 4.18,
z
C
=1
Vậy số đai tính là:
[ ]
0
.
1,05
. . .
cd d
tt
l u z
P K
Z
P C C C C
α
= =
đai
Chọn số đai Z = 2 đai
8. Chiều rộng bánh đai: B
t = 19 mm; e = 12,5 mm
Chiều rộng bánh đai:
( )
1 . 2 44B Z t e mm= − + =
9. Lực tác dụng lên trục đai: (Fr)
- Xác định lực vòng:
2
.
v m
F q v=
Tra bảng 4.22 tập 1,TTTKHDĐCK ta có
m
q
=0,178
Vậy
2
0,178.5,495 5,38
v
F = =
(N)
- Xác định lực căng ban đầu:
1
780. .
173,4( )
. .
d
o v
P K
F F N
v C Z
α
= + =
- Xác định lực tác dụng lên trục
0
2. . .sin( ) 670( )
2
r
F F z N
α
= =
10. Tính ứng suất trong dây đai và tuổi thọ dây đai:
a. Tính
u
σ
:
1
0
.2
.
d
y
E
u
=
σ
chọn E = 100 Mpa,
0
4y
=
12
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
⇒
5,714( )
u
MPa
σ
=
b. Tính
v
σ
:
2 2 2
. 1300.5,459 38740,89 / 0,39
v m
v N m MPa
σ ρ
= = = ≈
c. Tính
k
σ
:
[ ]
3
3
0
0
0
0
.10
1,5.10
. .2 5,74.8,5.2.8
k v v
P
F
A v b h
σ σ σ σ
= + + = + +
3
173,4 2,2.10
0,39 3,01
138 5,495.14.2.10,5
k
Mpa
σ
= + + =
d. Tính
max
σ
:
max
3,01 5,714 8,724
k u
MPa
σ σ σ
= + = + =
e. Tính tuổi thọ của đai:
[ ]
0
max
. .
.
. 3600
m
y
u
h
b
P L
t
v Z
σ
ν
σ
=
÷
Trong đó:
Mpa
y
9
=
σ
: Giới hạn mỏi
95,1
=
u
ν
: hệ số kể đến sự ảnh hưởng khác nhau của
u
σ
trên các bánh đai nhỏ và
lớn
2
b
Z
=
: Số bánh đai
m=11: bậc đường cong mỏi, vì là đai hình thang
⇒
11
9 2,2.3350.1,95
. 0,404
8,724 6,96.2.3600
h
t
= =
÷
năm
Vậy số lần thay đai là:
23000.2 / 0,404.365.24 13
td
S
= =
lần.
→ Vậy ta phải thay đai 13 lần trong 23000h làm việc.
13
Đồ án chi tiết máy Học viên thực hiện Nguyễn Như Hiền
B. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
I. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm
1. Chọn vật liệu
- Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu cầu đặc biệt gì về vật
liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp như nhau : cụ thể
chọn thép 45 tôi cải thiện, phôi rèn. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của
răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ
10 ÷15 đơn vị
HBHH )1510(
21
÷+≥
• Bánh nhỏ:
+ Thép 45 tôi cải thiện;
+ Đạt độ rắn HB=(241…285)
+ Giới hạn bền
MPa
b
850
1
=
σ
+ Giới hạn chảy
MPa
ch
580
1
=
σ
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
=260
• Bánh lớn:
+ Thép 45 tôi cải thiện;
+ Đạt độ rắn HB=(192…240)
+ Giới hạn bền
MPa
b
750
2
=
σ
+ Giới hạn chảy
MPa
ch
450
2
=
σ
Chọn độ rắn bánh lớn HB
2
=250
2.Xác định ứng suất cho phép:
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép được xác đinh theo công thức:
Công thức tính:
[ ]
0
lim
. . . .
H
H R V xH HL
H
Z Z K K
S
σ
σ
=
[ ]
0
lim
. . . . .
F
F R S xF FC FL
F
Y Y K K K
S
σ
σ
=
Trong đó:
+ Z
R
: Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
+ Z
v
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
+ K
xH
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
+ K
HL
: Hệ số tuổi thọ khi xét sức bền tiếp xúc.
+ S
F
: Hệ số an toàn khi tính về uốn, = 1,75
+ Y
R
: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.
+ Y
S
: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trng ứng suất.
Y
S
=1,08 – 0,0695 ln(m)
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét