Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ dân dụng băng tải GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 1 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải MỤC LỤC 1. Chọn động cơ 4 1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ 4 2.2. Phân phối tỉ số truyền 6 3.1. Số vòng quay trên các trục 7 PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN 9 1. Thiết kế bộ truyền ngoài 9 1.1. Chọn loại xích 9 1.2. Chọn số răng đĩa xích 9 1.3. Xác định số bước xích 9 1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 11 1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mòn 12 1.6. Xác định các thông số của dĩa xích 13 1.7. Xác định lực tác dụng lên trục 15 1.8. Các thông số của bộ truyền xích: 15 2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít 16 2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít 17 2.2. Xác định ứng suất cho phép 17 2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục 19 2.4. Xác định các thông số 20 2.5. Kiểm nghiệm bánh vít 20 2.6. Xác định các kích thước bộ truyền 22 2.7. Tính nhiệt truyền động trục vít 23 2.8. Lực tác dụng lên trục 25 2.9. Các thông số bộ truyền trục vít 26 PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 27 1. Chọn khớp nối 27 1.1. Tính chọn khớp nối 27 1.2. Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 28 1.3. Bảng các thông số khớp nối: 28 2. TÍNH TRỤC 29 2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục 29 2.2. Xác định sơ bộ đường kính trục 29 2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực 30 2.4. Đặt lực tác dụng lên các đoạn trục 31 2.5. Vẽ biểu đồ mômen cho trục I 31 2.5. Vẽ biểu đồ mômen 33 2.6. Xác định đường kính các đoạn trục 34 2.7. Chọn then 35 2.8. Kiểm nghiệm trục 37 PHẦN 4: TÍNH CHỌN Ổ LĂN 42 1. Trục I 42 1.1. Chọn loại ổ lăn 42 1.3. Xác định tải trọng tác dụng lên các ổ 43 1.4. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 45 1.5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ 48 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 2 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2. TrụcII 49 PHẦN 5. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC 50 1. Tính kết cấu của vỏ hộp 50 1.2. Các kích thước cơ bản của vỏ hộp 50 1.3. Các chi tiết khác có liên quan 52 1.1.3. Vòng móc 52 2. Bôi trơn hộp giảm tốc 53 2.1. Công dụng 53 2.3. Bôi trơn ổ lăn 54 3. Bảng thống kê lắp ghép, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép 54 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 3 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI 1. Chọn động cơ 1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ + Công suất tương đương xác định theo công thức: P ct = η t P Trong đó: P ct , P t : công suất cần thiết trên trục động cơ và công suất tính toán trên trục máy công tác. Với giả thiết hệ dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi. Theo công thức 2.10[1] và 2.11[1] ta có: + Công suất công tác P t : = = = t F.v 5735.0,72 P 4,13 1000 1000 KW Với : v= 0,72 m/s - vận tốc băng tải; F= 5375 N - lực kéo băng tải; + Hiệu suất hệ dẫn động η: η = ∏ η n i b Theo sơ đồ đề bài thì : η =η k .η 3 ôl .η tv .η x ; Tra bảng( 2.3) Ttttkhdđck tập1 , ta được các hiệu suất: η k = 0,99 - hiệu suất nối trục. η ôl = 0,99 - hiệu suất một cặp ổ lăn; η tv = 0,80 - hiệu suất bộ truyền trục vít không tự hãm với Z 1 =2; η x = 0,93 - hiệu suất bộ truyền xích để hở ; η = 0,99. 0,99 3 .0,80. 0,93= 0,715 ; Vậy : P ct = t P η = 4,13 5,78(Kw) 0,715 = GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 4 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện + Số vòng quay của trục máy công tác là n lv tính theo công thức 2.16[1]: n lv = = = π 60.1000.v 60.1000.0,72 26,2 D 3,14.525 (vg/ph) Trong đó: v: vận tốc băng tải; v = 0,72 m/s ; D: đường kính băng tải ; D=525 mm ; + Theo bảng 2.4[1] ta có thể chọn được: u n (sb): tỉ số truyền ngoài, ở đây bộ truyền ngoài xích: u n (sb)=u x (sb)=2 u h (sb) tỉ số truyền của hộp giảm tốc, ở đây là bộ truyền trục vít: u h (sb)=u tv (sb)=20 Vậy tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động: u sb = u n (sb).u h (sb)= 2.20= 40 Số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo công thức 2.18[1]: n sb = n lv .u sb = 26,2.40= 1048 (vg/ph) 1.3. Chọn động cơ Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện : P đc ≥ P ct , n đc ≈ n sb Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n đc = 1000 (vg/ph) Đồng thời có mômen mở máy thỏa mãn: T T T T mm k dn ≤ Do hệ dẫn động hoạt động ở chế độ tải trọng tĩnh nên mômen mở máy bằng mômen xoắn của tải tức là: T mm = T Do đó: T 1 T mm = GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 5 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Vậy ta cần chọn động cơ có: T 1 T k dn ≥ Theo bảng P1.3[1] phụ lục với P ct = 5,78 (Kw) và n đc = 1000 (vg/ph) Ta chọn được động cơ: 4A132M6Y3 với các thông số kĩ thuật là: Công suất : 7,5 (Kw) Số vòng quay : 968 (vg/ph) T 2 T k dn = Đường kính trục: 38 (mm) Khối lượng : 93 (kg) Kết luận động cơ 4A132M6Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế. 2. Phân phối tỉ số truyền 2.1. Xác định tỉ số truyền chung của hệ dẫn động Theo công thức 3.23[1] ta có: dc n 968 u 36,95 n 26, 2 sb lv = = = Trong đó: n đc : Số vòng quay của động cơ đã chọn n lv : Số vòng quay của trục máy công tác 2.2. Phân phối tỉ số truyền Theo công thức 3.24[1] ta có: u sb = u n .u h Trong đó: u n : Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: u n = u x u h : Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc. u h = u tv GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 6 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích u x =2,5 thì tỉ số truyền của bộ truyền trục vít - bánh vít là: u 36,95 u u 14,78 u 2,5 sb tv h n = = = = 3. Xác định các thông số trên các trục 3.1. Số vòng quay trên các trục + Tốc độ quay của trục I: n 1 = n đc = 968 (vg/ph) + Tốc độ quay của trục II: n 2 = 1 tv n u = 968 14,78 = 64,5 (vg/ph) + Tốc độ quay của trục công tác: * ct n = 2 x n u = 64,5 2,5 = 25,8 (vg/ph) 3.2. Công suất tác dụng lên các trục + Công suất trên trục công tác: P ct = P t = 4,13 (Kw) + Trục II: P 2 = = = η η t «l x p 4,13 4,49 . 0,99.0,93 (kw) + Trục I: P 1 = = = η η 2 tv « l P 4,49 5,67 0,99.0,80 (kw) + Công suất trên động cơ: * 2 c P 5,67 P 5,79 . 0,99.0,99 đ ol k = = = η η (Kw) 3.3. Mô men xoắn trên các trục T i = 9,55. 6 10 . i i P n + Trục I : = = = 6 6 1 1 1 P 5,67 T 9,55.10 . 9,55.10 . 55938,53 n 968 (N.mm) + Trục II : = = 6 6 2 2 2 P 4,49 T = 9,55. 10 . 9,55.10 . 664798,45 n 64,5 (N.mm) + Trục công tác: GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 7 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải = = 6 6 ct ct * ct P 4,13 T = 9,55. 10 . 9,55. 10 . 1528740,31 n 25,8 (N.mm) + Mômen xoắn trên trục động cơ: c c c * 6 6 P 5,79 T 9,55.10 . 9,55.10 . 57122,42(Nmm) n 968 đ đ đ = = = 4. Bảng tổng kết Trục Thụng số Động cơ I II Công tác U 1 14,78 2,5 P(Kw) 5,79 5,67 4,49 4,13 n(vg/ph) 968 968 64,5 25,8 T(Nmm) 57122,42 55938,53 664798,45 1528740,31 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 8 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN 1. Thiết kế bộ truyền ngoài Ta có bảng thông số của bộ truyền: P= P 2 = 4,49 (Kw) T= T 2 = 664798,45 (Nmm) n= n 2 = 64,5 (vg/ph) u= u x = 2,5 β = 10 o 1.1. Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên dung xích con lăn. 1.2. Chọn số răng đĩa xích Với u = 2,5, theo bảng 5.4[1] ta chọn z 1 = 25 (răng) là số răng đĩa xích nhỏ Số răng đĩa xích lớn được xác định theo công thức5.1[1]: Z 2 = u.Z 1 = 2.25 = 62,5 (răng) Do Z 2 nguyên lên chọn Z 2 = 62 (răng) Tỷ số truyền thực: 2 th 1 Z 62 u 2,48 Z 25 = = = Sai số: th u u 2,48 2,5 u= .100 .100 0,8(%) 4(%) u 2,5 − − ∆ = = ≤ 1.3. Xác định số bước xích Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện [ ] z t d P.k.k .k P P k η = ≤ Với P t : công suất tính toán GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 9 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải P: công suất cần truyền, P = 4,49(kW) Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc vòng đĩa xích nhỏ là: Z 01 = 25 (răng) và n 01 = 50 (vg/ph) Do vậy ta tính được: k z : hệ số răng, ta có k z = 01 1 25 1 25 z z = = , k n : hệ số vòng quay k n = 1 01 z z , với n 01 = 50 vòng/phút 50 0,775 64,5 n k⇒ = = Theo công thức 5.4[1] K= k 0 .k a .k bt .k đ .k c .k đc Với k 0 : hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền,tra bảng 5.6[1] với 0 10 β = chọn k 0 =1 k a : hệ số kể đến khoảng cách trục và ciều dài xích, chọn a=(30-50)p tra bảng 5.6[1] được: k a = 1 (a = 50p) k đc : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích chọn cách điều chỉnh bằng con lăn căng xích k đc =1 k bt : hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, môi trường làm việc có bụi, chọn k bt = 1,3 k đ : hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm va đập nhẹ, chọn k đ = 1,2 k c : hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca, k c =1,25 GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 10 [...]... SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 29 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.3 Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực Chi u dài trục cũng như khoảng cách giữa các điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chi u dài mayơ của các chi tiết quay, chi u rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác Theo công thức 10.10[1], 10.11[1], 10.13[1] ta có: - Chi u dài mayơ nửa khớp nối, ta chọn... răng bánh vít : z2= 30 Hệ số dịch chỉnh : x=0 Góc vít γ = 140 2 ' : Chi u dài phần cắt ren trên trục vít: b1 ≥ (11+ 0,06.z2).m= (11+0,06.30).10= 128 (mm) Chọn b1= 130(mm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 22 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Chi u rộng bánh vít: b2= 75 (mm) Đường kính ngoài bánh vít: daM2 ≤ da2+1,5.m Với đường kính vòng đỉnh bánh vít:... phép Vì bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc có cơ tính thấp hơn nhiều so với trục vít bằng thép nên chỉ cần xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép đối với vật liệu làm bánh vít GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 17 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng... Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 32 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.5 Vẽ biểu đồ mômen z x l13 l12 Fa1 3 2 Fk 0 Fyo Fk Fx0 y l11 Ft1 Fr1 1 Ma Fy1 Fr1 Ft1 Fx1 25537,4(Nmm) 202818(Nmm) 17527,71(Nmm) 86307,20(Nmm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng Ø40 Ø30 Ø35 Ø38 55938,53(Nmm) SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 33 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.6... K52 24 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.8 Lực tác dụng lên trục Theo công thức 10.2[1] ta có: Fa1 = Ft2 = 2.T2 2.664798, 45 = = 4431,99(N) d2 300 Với góc ma sát: ϕ = 2,180 < 30 nên ta có: Ft1= Fa2= Fa1.tg γ = 4431,99.tg14,033 = 1107,76 (N) Fr1= Fr2= Fa1.tg α = 4431,99.tg20= 1613,11 (N) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 25 Đồ án chi tiết máy Đề... ren bánh vít z2 30 Hệ số dịch chỉnh x 0 Góc vít (độ) γ 14o 2 ' Chi u dài phần cắt ren trục vít b1 130 Chi u rộng bánh vít b2 75 Đường kính vòng đỉnh bánh vít (mm) da2 320 Đường kính vòng đỉnh trục vít (mm) da1 100 Đường kính vòng chia trục vít (mm) d1 80 Đường kính vòng chia bánh vít (mm) d2 300 Đường kính vòng đáy trục vít (mm) df1 56 Đường kính vòng đáy bánh vít (mm) df2 276 Đường kính ngoài bánh... trục nối (mm) Số chốt Đường kính vòng tâm chốt (mm) Chi u dài phần tử đàn hồi (mm) Chi u dài đoạn congxon của chốt (mm) Đường kính của chốt đàn hồi (mm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng Giá trị 125 28 4 90 28 34 14 SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 28 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2 TÍNH TRỤC 2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σ b = 600(MPa) ứng... công thức 7.26[1]ta có điều kiện đảm bảo điều kiện bền uốn của bánh vít: σF = 1, 4.T2 YE K F ≤ [σF ] b 2 d 2 m n Trong đó mn = m.cosγ= 10.cos 140 2' = 9,7 : môdum pháp của răng bánh vít GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 21 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải b 2 : chi u rộng vành răng bánh vít, mm, theo bảng 7.9[1] ta có: với z 1= 2, b2 ≤ 0,75.da1 =... – K52 15 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Loại xích Xích ống con lăn Bước xích (mm) p 25,4 Số mắt xích x 114 Chi u dài xích (mm) L Khoảng cách trục (mm) a 880 Số răng đĩa xích nhỏ z1 25 Số răng đĩa xích lớn z2 62 d1 202,66 d2 501,49 da1 213,76 da2 513,55 r 7,63 df1 187,4 df2 486,23 Fr 7593,33 Vật liệu đĩa xích Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ (mm) Đường kính vòng chia đĩa... Trục I Tại tiết diện nối trục: Kích thước tiết diện then: lt= (0,8 ÷ 0,9).lm12= (0,8 ÷ 0,9).50 = (40 ÷ 45) (mm) Chọn lt= 40 (mm) Dựa vào bảng 9.1a[1] với d12= 35 (mm) ta có: b= 8 (mm), h= 7 (mm), t1= 4 (mm), t2= 2,8 (mm) GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 35 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Dựa vào bảng 9.5[1] ứng với dạng lắp cố định, vật liệu thép, . Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ dân dụng băng tải GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 1 Đồ án chi. Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 4 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện + Số vòng quay của trục máy công tác là n lv tính theo. Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52 17 Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc ЬpA Ж