Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải tời kéo cơ cấu nâng Lực kéo băng tải P (N) 16000

 

Phương án	Lực kéo băng tải P (N)	Vận tốc băng tải V (m/s)	Đường kính tang D(mm)	Thời hạn phục vụ lh (Giờ)	Số ca làm việc Soca	Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài α (o )	Đặc tính làm việc
6	16000	0.8	260	20000	2	32	êm

Phần I:  Tính chọn công suất động cơ điện và phân phối tỷ số truyền.

*chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu ngắn mạch, điện áp 220/380V

      CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN.

    Đầu tiên ta có công suất trên băng tải là

N===12.8kw

  Hiệu suất truyền động chung của hệ thống

=**=1***0.94=0.87

SUY RA:  ==14.71kw.

Gọi Ndc là công suất định mức hay công suất danh nghĩa của động cơ điện

Suy ra: Ndc=17kw=>Nct=14,71kw

Kiểu động cơ A2-62-4

          CHỌN SỐ VÒNG QUAY ĐỘNG CƠ ĐIỆN

trong thiết kế cần phối hợp 2 yếu tố dùng động cơ có số vòng cao và giá thành của các bộ truyền,đồng thời căn cứ vào sơ đồ động học của hệ thống dẫn động cần thiết kế để chọn số vòng quay thích hợp của động cơ.

Chọn sơ bộ số vòng quay của động cơ điện là =1460vg/p

PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Ta có số vòng quay của tang :===58,76(vòng/phút)

=>tỉ số truyền chung của hệ thống:===24,84

Mặt khác =*  mà ==(2:4)=2

=>===12,42

Tỉ số truyền thường dùng của 1 HGT:

+hai cấp bánh răng trụ là :8-30

Mà ta có =12,42 =>thỏa mãn.vậy chọn vòng quay động cơ điện là 1460 là hợp lí

-tiếp tục ta có :=* 

            +:tỉ số truyền cặp bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh

+:tỉ số truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm

PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Đảm bảo 2 nguyên tắc

+bảo đảm khuôn khổ và trọng lượng của HGT là nhỏ nhất

+đảm bảo điểu kiện bôi trơn là tốt nhất(có thể dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu)

Để 2 bánh bị dẫn của cấp chậm và cấp nhanh được ngâm dầu ,nên lấy:

====3,52

LẬP BẢNG TÍNH TOÁN

Thông số   Trục	Động cơ	I		II		III
i	=2		=3,52		=3,52
n(vòng/phút)	=1460	=730		=207,38		=58,91
N(kw)	=17	=15,98		=15,42		=14,88

Chú ý:=,,=…

       =*,,=**…

Phần II: Thiết kế bộ truyền hộp giảm tốc.

I: thiết kế bộ truyền ngoài

.

Tỉ số ban đầu để tính toán  bộ truyền đai

1. Công suất:=17(kw)
2. Số vòng quay:=1460(vòng/phút)
3. Tỷ số truyền:=2
4. Bộ truyền làm việc 2 ca

BƯỚC 1:Chọn loại đai :đai than.

Giả thuyết vận tốc:v>10m/s

Có thể dùng 2 loại đai :B hoặc R

Ta tính chọn 2 phương án và chọn phương án nào có lợi hơn

Tiết diện đai	B	R
Kích thước tiết diện đai a*h(mm)	22*13,5	32*19
Diện tích tiết diện F(mm2)	230	476

Định đường kính bánh đai nhỏ: B(200400)

R(320630)

*tính chọn tiết diện đai B

BƯỚC 2:Xác định đường kính bánh đai nhỏ D₁

Chọn D₁=220(theo tiêu chuẩn bảng 5-15)

Kiểm nghiệm vận tốc của đai

V₁===16,8(m/s)

Thỏa mãn điều kiện v ban đầu chọn

BƯỚC 3:xác định đường kính bánh đai lớn D₂

D₂=i(1-)D₁

Ta có i=2

Hệ số trượt đai thang :=(0,010,02)=0,02

Suy ra: D₂=2*(1-0,02)*220=431,2 mm

Chọn D₂ theo tiêu chuẩn (5-15) :450mm

  +Số vòng quay trục n₂^’=(1-)n₁₌*(1-0,02)*1460=699,5(vòng/phút)

Kiểm nghiệm:

    n=*100%=*100%=4,17%

Sai số nằm trong phạm vi(<5%)nên không chọn lại D₂

BƯỚC 4:chọn sơ bộ khoảng cách trục

Theo điều kiện

0,55(D₁+D₂)+hAsb2(D₁+D₂)

Với i=2

Chọn A=1,2D₂=1,2*450=540mm

-tính chiều dài L theo B sơ bộ

L=2A_sb+(x+D₂)+=1080+1052,43+24,5=2156,93 mm

Chọn L theo tiêu chuẩn bảng 5-12: 2120 mm

Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây

          U===7,9 U_max=10

-xác định chính xác A theo L

  A==775,3 mm

Kiểm tra điều kiện

0,55(D₁+D₂)+hAsb2(D₁+D₂)

Đai loại B: 382775,31340

Sau đó bố trí bộ truyền tăng giảm về 2 phía

   Phía giảm =0,015L             31,8

   Phái tăng =0,03L                63,6

BƯỚC 5:tính góc ôm

         ==163

thỏa điều kiện  =120

BƯỚC 6:xác định số dãy đai Z

Số đai cần thiết được xác định theo điều kiện xảy ra trượt trơn giữa đai và bánh đai

  Z

Trị số ứng suất căng ban đầu =1,2=1,2N/mm²

Suy ra:ứng suất có ích cho phép  =1,69

:hệ số tải trọng       0,7

:hệ số ảnh hưởng của góc ôm        0,95

:hệ số ảnh hưởng đến vận tốc        0,94

  Z=4,16

Lấy số đai Z =   5

BƯỚC 7:Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

Chiều rộng bánh đai  

B=(Z-1)t+2S=(5-1)*26+2*17=138mm

Đường kính ngoài

=+2=220+2*5=230

=+2=450 +2*5=460

     (t,S, tra bảng 10.3)

BƯỚC 8:tính lực căng ban đầu

S₀=F=1,2*230=276 N/mm²

Lực tác dụng lên trục

Ta có =163

R=2*S₀ *Z*sin=2729,7 N

2.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG

Thông số ban đầu để tính toán bộ truyền cấp nhanh

1. Công suất =15,98 KW
2. Số vòng quay =730 vòng/phút
3. Tỉ số truyền  =3,52

Thông số ban đầu để tính bộ truyền cấp chậm

1. Công suất =15,42 KW
2. Số vòng quay =207,38 vòng/phút
3. Tỉ số truyền =3,52

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN RĂNG CẤP CHẬM

1. Chọn vật liệu bánh răng:

-bánh răng nhỏ:thép 45 cường hóa,=580N/mm²,=290N/mm²,HB=190

Phôi rèn(giả thuyết đường kính phôi 100300mm)

-bánh răng lớn:thép 35 cường hóa,=480N/mm²,=240N/mm²,HB=160

Phôi rèn(giả thuyết đường kính phôi 300500mm)

2. Định ứng suất cho phép

Số chu kì làm việc của bánh lớn

N₁=60*u*n₂*L_h=60*1*207,38*20000=248,856.10⁶  chu kì

Số chu kì làm việc bánh nhỏ

N₂=3,52*248,856.10⁶=808,782.10⁶      chu kì

-ta có chu kì cơ sở là N₀=10⁷

Vì N₁ Và N₂ điều lớn hơn N₀ nên chọn K_N=1

ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ là

      =2,6*190=494       N/mm²

ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn là

      =2,6*160=416       N/mm²

Để định ứng suất uoonss cho phép,ta lấy hệ số an toàn là n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng là  K=1,8(vì là phôi rèn,thép thường hóa) giới hạn mỏi của thép 45 là =0,43*580=249,4  N/mm² ,của thép 35 là =0,43*480=206,4 N/mm².

ứng suất cho phép của bánh nhỏ

    ==138,5   N/mm²

ứng suất cho phép của bánh lớn là

      ==115  N/mm²

3.sơ bộ chọn hệ số tải trọng k=1,3

4.chọn hệ số chiều rộng bánh răng =0,4

5.tính khoảng cách trục A

   A=225,9mm

6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng:   V==3,82   m/s

Vận tốc có thể chế tạo bánh răng theo cấp   8

7.định chính xác hệ số tải trọng k

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng nhỏ hơn 350HB nên K_tt=1

+hệ số tải trọng động K_d=1,1

Do đó k =1,1

Vị trí hệ số k khác so với hệ số k sơ bộ nên tính lại

A=225,9*=213.7mm

8.xác định moddun,số răng và chiều rộng bánh răng

Mooddun m=(0,010,02)*213,7=2,1374,274mm

Lấy m=3

+ Số răng bánh nhỏ

        Z₁==31,5

Lấy Z₁=32

+Số bánh răng lớn

Z₂=32*3,52=112,64

Lấy Z₂=113

+chiều rộng bánh răng

b=0,4*213,7=85,48

Lấy b = 85mm

9.kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Hệ số dạng răng bánh nhỏ Y₁=0,46;hệ số dạng răng bánh lớn Y₂=0,517

 +ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ

===41,27N/mm²

+ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn

=41,27*=36,7N/mm²

10.các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

 m=3

Z₁=32;Z₂=113

Góc ăn khớp

+Đường kính vòng chia

  d₁=3*32=96mm

d₂=3*113=339mm

+khoảng cách trục A==217,5mm

+Chiều rộng bánh răng b=85mm

+Đường kính vòng đỉnh răng

=96+2*3=102mm

=339+2*3=345mm

+Đường kính vòng chân răng

=96-2,5*3=88,5mm

=339-2,5*3=331,5mm

11.tính lực tác dụng lên trục

+Lực vòng

P_t==4841,78        N

+Lực hướng tâm

P_r=4841,78*0,364=1762,4        N

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN RĂNG CẤP NHANH

1. chọn vật liệu tạo bánh răng

-bánh  răng nhỏ

Thép 45 thường hóa :=600N/mm²;=300N/mm²

HB=190,phôi rèn(giả thuyết đường kính phôi dưới 100mm)

-bánh răng lớn

Thép 35 thường hóa :=480N/mm²=240N/mm²

HB=160 ,phôi rèn(giả thuyết đường kính phôi 300500mm)

2.định ứng suất cho phép

-chu kì làm việc của bánh lớn

      N₂=60*1*730*20000=876*10⁶

-số chu kì làm việc của bánh nhỏ

     N₁=3,52*876*10⁶=3083,52*10⁶

Và N₁ và N₂ điều lớn hơn chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính úng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K_N’=K_N’’=1

 +ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ :

=2,6*190=494N/mm²

+ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

=2,6*160=416N/mm²

Để xác định ứng suất uốn cho phép ,lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất chân răng K=1,8 (vì là phôi rèn,thép thường hóa),giới hạn mỏi của thép 45 là

=0,43*600=258 N/mm²

Và thép 35 là

=0,43*480=206,4 N/mm²

-Vì bánh răng quay 1 chiều :

+đới với bánh nhỏ:  ==143N/mm²

+đối với bánh lớn:   ==115N/mm²

3.chọn hệ số tải trọng K=1,3

4.chọn hệ số chiều rộng bánh răng: ψ_A=0,3.

5.tính khoảng cách trục A

A_nhanh=A_chậm=217,5 mm

6.tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

-vận tốc vòng:

V==7,35  m/s

Vận tốc này có thể chết tạo bánh răng cấp 8

7.định chính xác hệ số tải trọng K

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng nhỏ hơn HB 350 nên

K_tt=1.

Giả sử b ,với cấp chính xác 8 và vận tốc vòng v6 tra bảng 3-14 ta được

K_đ=1,3

Do đó K=1*1,3=1,3

Vì trị số k không chệnh lệch với dự đoán nên không tính lại A và lấy A=217,5mm

8.xác định mooddun,số răng,góc nghiêng của răng  và chiều rộng bánh răng

-mooddun pháp;

m_n=(0,010,02)*213,7=(2,1374,274)

lấy m_n=3mm

-sơ bộ chọn góc nghiêng =10; =0,985

-tổng số răng của 2 bánh

Z_t=Z₁+Z₂==142,825

Lấy Z_t=143

-số bánh răng nhỏ:  Z₁===31,63 lấy 32

-số răng Z₁ thỏa mãn điều kiện là lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng 3-15

Số bánh răng lớn

Z₂=3,52*32=111

-tính chính xác góc nghiêng :

==0,986

=935’

-chiều rộng bánh răng:b=0,3*217,5=65,25mm

Lấy b=65

-chiều rộng b thỏa mãn điều kiện b=50mm

9.kiểm tra sức bền uốn của  răng

-tính số răng tương đương của bánh nhỏ: Z_tđ1=33

-số răng tương đương của bánh lớn:Z_tđ2=116

-hệ số dạng răng tra bảng của bánh nhỏ Y₁=0.451

-hệ số dạng răng tra bảng của bánh lớn là Y₂=0,517