Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế dẫn động băng tải
Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 1 Lời nói đầu Nớc ta đang trên con đờng tiến lên công nghiệp hoá - Hiện đại hoá với đờng lối xây dựng chủ nghĩa xã hội. Đảng ta đã đề ra 3 cuộc cách mạng, trong đó cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật là then chốt để tạo ra của cải cho xã hội. Do đó phải u tiên công nghiệp nặng một cách hợp lý. Trong giai đoạn công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc, con ngời không thể thiếu máy móc bởi vì nó là một phơng tiện từ trớc đến nay đã giúp đỡ con ngời giải quyết đợc nhiều vấn đề mà con ngời không có khả năng làm việc đợc. Hiện là một sinh viên đang theo học tại trờng đợc trang bị những kiến thức cấn thiết về lý thuyết lẫn tay nghề. Để sau này với vốn kiến thức đã đợc trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé để làm giầu cho đất nớc. Thời gian vừa qua em đợc giao đề tài: Thiết kế dẫn động băng tải. Sau khi nhận đề tài với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn và các thầy trong khoa cùng các bạn đồng nghiệp và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đề tài. Tuy nhiên trong quá trình làm việc mặc dù đã cố gắng hết sức nhng do trình độ có hạn và còn ít kinh nghiệm nên không thể tránh sai sót. Vậy em kính mong sự chỉ bảo của thầy cô để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Hải Dơng, ngày.tháng năm 2008 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 2 Nhận xét của giáo viên hớng dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hải D ơng, ngày.tháng năm 2008 Giáo viên hớng dẫn Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 3 Đồ án môn học chi tiết máy Đề số: 10 Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 2. Bộ truyền đai thang 4.Nối trục 5. Băng tải Số Liệu cho trớc 1 Lực kéo băng tải F 7800 N 2 Vận tốc băng tải V 0,85 m/s 3 Đờng kính băng tải D 320 mm 4 Thời gian phục vụ T h 15500 Giờ 5 Góc nghiêng của đai so với phơng ngang 20 độ 6 Đặc tính làm việc: êm Khối lợng thiết kế 1 01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc trên phần mềm Autocad 2 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết: Bánh răng số 2 3 01 Bản thuyết minh Sinh viên thiết kế: Lê Văn Hiếu_Lớp CĐK5LC Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Huyến Nguyễn Tiền Phong Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 4 Mục lục Lời nói đầu 1 Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 6 1.1. Công suất cần thiết . 6 1.2. Tính số vòng quay trên trục của tang . 6 1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ . 7 1.4. Chọn động cơ . 7 1.5. Phân phối tỷ số truyền 7 1.6. Công suất động cơ trên các trục . 8 1.7. Tốc độ quay trên các trục . 8 1.8. Xác định mômen xoắn trên các trục 8 Phần II: Tính toán bộ truyền đai . 10 2.1. Chọn loại đai 10 2.2. Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai . 10 2.2.1. Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D 1 10 2.2.2. Xác định đờng kính bánh đai lớn D 2 . 10 2.2.3. Xác định tiết diện đai 11 2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A . 11 2.4. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A . 11 2.5. Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L=2800mm 12 2.6. Kiểm nghiệm góc ôm . 12 2.7. Xác định số đai cần thiết 12 2.8. Định các kích thớc chủ yếu của bánh đai . 13 2.9. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 13 Phần III: Thiết kế Bộ truyền bánh răng .15 3.1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 15 3.1.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện . 15 3.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh 15 3.1.3. Tính khoảng cách trục A . 17 3.1.4. Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng . 17 3.1.5. Tính hệ số tải trọng k 17 3.1.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng . 18 3.1.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 18 3.1.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột . 19 3.1.9. Các thông số hình học cơ bản cuả bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 20 3.1.10. Lực tác dụng lên trục 21 3.2. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng ngiêng 21 3.2.1. Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện cho bánh răng cấp chậm . 21 3.2.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép 21 3.2.3. Tính khoảng cách sơ bộ trục A . 22 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 5 3.2.4. Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng . 23 3.2.5. Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A 23 3.2.6. Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng . 23 3.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 24 3.2.8. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột 25 3.2.9. Các thông số hình học cơ bản cuả bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 26 3.2.10. Lực tác dụng lên trục 27 Phần IV: Tính toán trục 28 4.1. Chọn vật liệu cho trục 28 4.2. Tính sức bền trục 28 4.2.1. Tính đờng kính sơ bộ của trục . 28 4.2.2. Tính gần đúng các trục 28 4.2.3. Tính chính xác trục . 35 Phần V: Tính Then 40 5.1. Tính then lắp trên trục I 40 5.2. Tính then lắp trên trục II 40 5.3. Tính then lắp trên trục III . 41 Phần VI: Thiết kế gối đỡ trục .43 6.1. Chọn ổ lăn 43 6.2. Chọn kiểu lắp ổ lăn . 45 6.3. Cố định trục theo phơng dọc trục . 45 6.4. Che kín ổ lăn 45 6.5. Bôi trơn ở lăn 45 Phần VII: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác . 46 Phần VIII: Nối trục 47 Phần IX: Bôi trơn hộp giảm tốc .48 Lời kết 49 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 6 Phần I: Chọn động cơ v phân phối tỷ số truyền 1.1. Công suất cần thiết Gọi P t là công suất tính toán trên trục máy công tác (KW) P ct là công suất cần thiết trên trục động cơ (KW) là hiệu suất truyền động. Ta có : )(63,6 1000 85,0.7800 Pt kw== Nh vậy công suất tính toán trên trục máy công tác là. P t = 6,63(kw) áp dụng công thức : Pt Pct = với : Trong đó 1 , 2 , 3 , 4 đợc tra bảng (2.3) bảng trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ. 1 =0,96: Hiệu suất bộ truyền đai 2 =0,98: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ 3 =0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn. 4 = 1: Hiệu suất của khớp nối . Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là: 1.2. Tính số vòng quay trên trục của tang Ta có số vòng quay của trục tang là : )/(76,50 320.14,3 85,0.60000 PVn t == 1000 . Pt VF = 4 4 3 2 21 . = )(49,7 1.99,0.98,0.96,0 63,6 Pct 42 KW== )(49,7Pct KW= D V n t . .10.60 3 = n t : Tốc độ quay của trục tang (V/P) V = 0,85 m/s:Vận tốc băng tải D = 320mm: Đờng kính tang tải F=7800 N : Lực kéo băng tải V= 0 ,85 m/s : Vận tốc băng tải Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 7 1.3. Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ Từ bảng (2.4 sách TK HDĐCK) Chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp ta có số vòng quay sơ bộ của động cơ là: áp dụng công thức: n Sb = n t . i hgt .i đ =50,76.20.2,9 =2944(V/P) Trong đó i đ : là tỷ số truyền của đai thang i hgt : là tỷ số truyền của hộp giảm tốc i đ và i hgt đợc tra trong bảng (2.4) bảng tỷ số truyền và ta chọn i hgt =20; i đ =2,9 1.4. Chọn động cơ Động cơ cần chọn làm việc ở chế độ dài với phụ tải không thay đổi nên động cơ phải có P đm P ct =7,49(KW) Theo bảng P1.3 (TKHDĐCK) ta chọn động cơ có số hiệu 4A112M2Y3 có thông số kĩ thuật: + Công suất định mức: P đm = 7,5 (KW) + Tốc độ quay: n đc = 2922 (v/p) 1.5. Phân phối tỷ số truyền - Với động cơ đã chọn ta có : n đc = 2922 vòng/phút P đc = 7,5 (KW) Theo công thức tính tỷ số truyền ta có : 56,57 76,50 2922 === t dc c n n i Ta có : i c = i hgt .i đ Trong đó : i c : tỷ số truyền chung i hgt : tỷ số truyền của hộp giảm tốc. i đ : tỷ số truyền của bộ truyền đai. Chọn sơ bộ tỷ số truyền hộp giảm tốc i hgt =20 Do đó ta tính đợc : 878,2 20 56,57 === hgt c d i i i Khi phân phối tỉ số truyền cho hộp giảm tốc theo yêu cầu bôi trơn có thể tính theo công thức kinh nghiệm : i hgt =i nh .i ch =(1,2 ữ 1,3)i ch 2 Trong đó: i nh tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 8 i ch tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc i ch = 25,1 hgt i = 25,1 20 = 4 i nh = i hgt / i ch =20/4 =5 Phân phối tỷ số truyền nh sau: Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc : i nh = 5 Tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc : i ch = 4 Tỷ số truyền của bộ truyền đai : i đ = 2,878 1.6. Công suất động cơ trên các trục - Công suất động cơ trên trục I (trục dẫn) là: P I = P ct . 1 = 7,49.0,96 = 7,190 (KW) - Công suất động cơ trên trục II là: P II = P I . 2 . 3 = 7,19.0,98.0,99 = 6,976 (KW) - Công suất động cơ trên trục III là: P III = P II . 2 . 3 = 6,976.0,98.0,99 = 6,768 (KW) - Công suất động cơ trên trục công tác là: P IV = P III . 3 . 4 = 6,768.0,99.1 = 6,70 (KW) 1.7. Tốc độ quay trên các trục - Tốc độ quay trên trục I là: )/(1015 878,2 2922 1 phv i n n d dc === - Tốc độ quay trên trục II là: )/(203 5 1015 1 2 phv i n n nh === - Tốc độ quay trên trục III là: )/(75,50 4 203 2 3 phv i n n ch === 1.8. Xác định mômen xoắn trên các trục Mômen xoắn trên trục động cơ theo công thức: ).(24480 2922 49,7 .10.55,9.10.55,9 66 mmN n P M dc ct dc === Mômen xoắn trên trục I là: Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 9 ).(67650 1015 19,7 .10.55,9.10.55,9 6 1 6 1 mmN n P M I === Mômen xoắn trên trục II là: ).(328181 203 976,6 .10.55,9.10.55,9 6 2 6 2 mmN n P M II === Mômen xoắn trên trục III là: ).(1273584 75,50 768,6 .10.55,9.10.55,9 6 3 6 3 mmN n P M III === Mômen xoắn trên trục công tác là: ).(1260788 75,50 70,6 .10.55,9.10.55,9 6 4 6 4 mmN n P M IV === Ta có bảng thông số sau : Bảng 1: Trục Thông số Động cơ I II III Công tác Công suất P (KW) 7,49 7,190 6,976 6,768 6,70 Tỉ số truyền i 2,878 5 4 1 Vận tốc vòng n(v/p) 2922 1015 203 50,75 50,75 Mômen (N.mm) 24480 67650 328181 1273584 1260788 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên đồ án chi tiết máy Khoa: Khoa Học Cơ Bản Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 10 Phần II: Tính toán bộ truyền đai (Hệ dẫn động dùng bộ truyền đai thang) 2.1. Chọn loại đai Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định đợc loại đai, kích thớc đai và bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục. Do công suất động cơ P ct = 7,49 KW và i đ = 2,878 < 10 và yêu cầu làm việc êm nên ta hoàn toàn có thể chọn đai thang. Ta nên chọn loại đai làm bằng vải cao su vì chất liệu vải cao su có thể làm việc đợc trong điều kiện môi trờng ẩm ớt (vải cao su ít chịu ảnh hởng của nhiệt độ và độ ẩm), lại có sức bền và tính đàn hồi cao. Đai vải cao su thích hợp ở các truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ. 2.2. Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai 2.2.1. Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D 1 Từ công thức kiểm nghiệm vận tốc: V d = 1000.60 11 Dn V max =(30 ữ 35)m/s D 1 14,3.2922 1000.60.35 = 229 mm Theo bảng (5-14) chọn D 1 = 220 mm Kiểm nghiệm vận tốc: )/35/30()/(6,33 60000 14,3.220.2922 max smsmVsmV d ữ=<== 2.2.2. Xác định đờng kính bánh đai lớn D 2 Theo công thức(5-4) ta có đờng kính đai lớn: D 2 =i đ .D 1 .(1- ) Trong đó: i đ hệ số bộ truyền đai : Hệ số trợt bộ truyền đai thang lấy = 0,02 D 2 = 2,878.220.(1-0,02) = 620,5 (mm) Chọn: D 2 = 630 (mm) Số vòng quay thực của trục bị dẫn: [...]... Tính hệ số tải trọng k Vì các bánh răng có độ cứng HB < 350 và tải trọng không đổi nên có: ktt=1 Theo bảng (3-13) tìm đợc hệ số tải trọng động kđ=1,55 Vậy hệ số tải trọng tính theo công thức (3-19): k = ktt.kđ= 1 1,55 = 1,55 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 17 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Thấy hệ số tải trọng... chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 9 3.2.5 Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A Vì các bánh răng có độ cứng HB < 350 và tải trọng không đổi nên có: ktt=1 Theo bảng (3-13) tìm đợc hệ số tải trọng động kđ=1,45 Vậy hệ số tải trọng: k = ktt.kđ= 1 1,45 = 1,45 Thấy hệ số tải trọng k = 1,45 khác so với hệ số tải trọng sơ bộ ksb=1,3 nên ta tính lại A theo công thức: A = A sb 3 k =... Lực tác dụng lên trục Rđ = 976,3 (N) Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 14 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần III: Thiết kế Bộ truyền bánh răng 3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 3.1.1 Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vật liệu làm bánh răng... số tải trọng: k = 1,3 - Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: A = 0,4 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 22 đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản 1,05.10 6 A (i 1) [ ] i tx 3 áp dụng CT (3-10): Trong đó: i = 2 k N n A 2 n2 = 4 : Tỉ số truyền n3 n2= 50,75 (v/p) số vòng quay trong 1 phút của bánh răng bị dẫn. .. mãn 3.1.8 Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột - Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43) +Bánh răng nhỏ [ ]txqt1 =2,5 494 =1235 (N/mm 2 ) +Bánh răng lớn [ ]txqt 2 =2,5 416 =1040 (N/mm 2 ) Với: txqt = 1,05.106 (i 1)3 K.N 1,05.106 (5 +1)3 1,55.6,976 2 = = 411(N/mm ) A.i b.n2 200.5 75.203 ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên bánh răng nhỏ và bánh... nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột - Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải theo công thức (3-43) + Bánh răng nhỏ [ ]txqt1 =2,5 494 =1235 (N/mm 2 ) + Bánh răng lớn [ ]txqt 2 =2,5 416 =1040 (N/mm 2 ) 1,05.10 6 Với : txqt = A.i (i 1) 3 K N 1,05.10 6 (4 + 1) 3 1,45.6,768 = 275.4 110.50,75 b.n2 txqt = 447,46 (N/mm 2 ) ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất cho phép trên... răng bị dẫn N = 7,19 (KW) : công suất trên trục I 2 1,05 10 6 1,55 7 ,19 3 A (5 + 1) = 196 , 22 ( mm ) 416 5 0, 4 203 Chọn A= 200 (mm) 3.1.4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng -Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài đợc tính theo công thức : (3-17) V= d1.n1 60.1000 = 2 A.n1 (m / s ) 60.1000(i 1) với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn: 2.3,14.200.1015... thực hiện: Lê Văn Hiếu 12 đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản Ct= 0,8 :Hệ số ảnh hởng chế độ tải trọng (bảng 5-6) Cv= 0,74 :Hệ số ảnh hởng vận tốc (bảng 5-19) F = 138 mm2 :Diện tích tiết diện đai (bảng 5-11) V = 27,5 (m/s) :Vận tốc đai Số đai cần thiết: Theo công thức ( 5-22) có: Z 1000 Pct 1000 7,49 = = 2,01 V [ p ]0 Ct Cv C F 27,5.1,74.0,8.0,95.0,74.138 Lấy số đai :... Trong đó: k=1,55: Hệ số tải trọng N: Công suất bộ truyền (KW) y: Hệ số dạng răng n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính m : Mô đun Z td : Số răng tơng đơng trên bánh b, u: Bề rộng và ứng suất tại chân răng Theo bảng (3-18): - Số răng tơng đơng của bánh nhỏ: Z td 1 = Z = 23 (răng) Hệ số dạng răng bánh nhỏ: y1= 0,429 - Số răng tơng đơng của bánh lớn: Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến... Theo công thức (5-23): B = (Z-1).t + 2.S Theo bảng (10-3 ) có: t = 20; S =12,5 B = ( 2-1).20 + 2.12,5 = 45 (mm) Đờng kính ngoài của bánh đai: Theo công thức (5-24): + Với bánh dẫn: Dn1=D1+2h0=220+2.4,1 =228,2(mm) + Với bánh bị dẫn: Dn2=D2+2h0=630+2.4,1=638,2(mm) 2.9 Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu với mỗi đai: Theo công thức(5-25) ta có: S0 = 0 F Trong đó: 0 =1,2 N/mm2