Đồ Án Cơ Sở Thiết Kế Máy: Chọn Động Cơ và Phân Phối Tỉ Số Truyền - SPKT Hưng Yên

Hướng dẫn chọn động cơ và tỉ số truyền phù hợp cho đồ án thiết kế máy. Tối ưu hiệu suất, tiết kiệm chi phí và đảm bảo độ bền. Tìm hiểu ngay!

• Tác giả: Dương Minh Tuấn
• Người hướng dẫn: Trần Thế Văn
• Trường học: Trường Đại Học Spkt Hưng Yên
• Chuyên ngành: Thiết Kế Máy
• Đề tài: Chọn Động Cơ Và Phân Phối Tỷ Số Truyền
• Loại tài liệu: Đồ án cơ sở

Mục lục chi tiết

• PHẦN 1. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
• I. CHỌN KIỂU ĐỘNG CƠ
• I.1. Tính toán công suất
• I.2. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ
• I.3. Động cơ phải thỏa mãn các điều kiện sau
• II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
• II.1. Tính toán các thông số kỹ thuật của bộ truyền
• PHẦN II. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI
• 1. Thông số đầu vào đã biết
• 2. CƠ SỞ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY ĐAI
• 3. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG
• 3.1. Xác định kiểu tiết diện đai thang
• 4. Tính toán các thông số bộ truyền đai (d1, d2, l và số dây đai z)
• 5. Xác định và kiểm nghiệm số dây đai
• 6. Xác định chiều rộng bánh đai
• 7. Xác định các lực trong bộ truyền
• PHẦN III. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH
• 1. Tổng quan
• I. CHỌN LOẠI XÍCH
• II. Tính chọn các thông số của bộ truyền xích (Z1, Z2, p và x)
• II.1. Tính chọn số răng các đĩa xích (19Z1, Z2 120)
• II.2. Xác định bước xích p (pitch, mm)
• II.3. Xác định số mắt xích, x (chẵn)
• III. KIỂM NGHIỆM ,BỘ TRUYỀN XÍCH VỀ SỐ LẦN VA ĐẬP VÀ ĐỘ BỀN VA ĐẬP
• III.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc của đĩa xích
• IV. Tính toán các thông số hình học của bộ truyền xích
• V. Tính các lực tác dụng lên trục
• PHẦN IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN
• I. CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG
• II. XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT CHO PHÉP
• II.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép [H] và ứng suất uốn cho phép [F]

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đồ Án Cách Chọn Động Cơ Thiết Kế Máy Chuẩn

Bài viết này tập trung vào quy trình chọn động cơ và tỉ số truyền động phù hợp cho đồ án thiết kế máy. Việc lựa chọn đúng động cơ điện và hộp giảm tốc là yếu tố then chốt để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả, ổn định và bền bỉ. Bài viết sẽ cung cấp hướng dẫn chi tiết, từng bước một, từ tính toán công suất động cơ cần thiết, xác định tốc độ quay phù hợp, đến lựa chọn tỉ số truyền động tối ưu cho hệ thống. Ngoài ra, bài viết còn đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định chọn động cơ và tỉ số truyền, bao gồm tải trọng, điều kiện làm việc, hiệu suất và chi phí. Các ví dụ thực tiễn và dẫn chứng từ tài liệu gốc sẽ được sử dụng để minh họa các khái niệm và phương pháp được trình bày. Mục tiêu cuối cùng là giúp người đọc có được kiến thức và kỹ năng cần thiết để tự tin lựa chọn động cơ và tỉ số truyền phù hợp cho đồ án của mình. Việc hiểu rõ các thông số kỹ thuật của động cơ điện như momen xoắn, công suất, tốc độ, và cách chúng liên quan đến tỉ số truyền là vô cùng quan trọng. Một số phần mềm thiết kế kỹ thuật như AutoCAD, Solidworks, Inventor có thể được sử dụng để mô phỏng và phân tích hiệu suất của hệ thống truyền động.

1.1. Giới Thiệu Tổng Quan Về Quy Trình Thiết Kế Máy

Quy trình thiết kế máy bao gồm nhiều giai đoạn, từ xác định yêu cầu, thiết kế ý tưởng, phân tích kỹ thuật, đến chế tạo và kiểm tra. Việc chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền là một phần quan trọng trong giai đoạn thiết kế chi tiết. Một hệ thống truyền động hiệu quả cần đảm bảo công suất động cơ phù hợp với tải trọng, tốc độ quay đầu ra đáp ứng yêu cầu làm việc, và hiệu suất truyền động cao. Truyền động đai, truyền động xích, truyền động bánh răng là những phương pháp thường được sử dụng. Tài liệu gốc nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tính toán chính xác công suất cần thiết và lựa chọn các bộ phận truyền động có hiệu suất cao để giảm thiểu hao phí năng lượng. Việc sử dụng sổ tay thiết kế và tham khảo tiêu chuẩn thiết kế giúp đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của thiết kế.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Chọn Đúng Động Cơ Và Tỉ Số Truyền

Việc chọn động cơ và tỉ số truyền không phù hợp có thể dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng, bao gồm giảm hiệu suất, tăng tiêu thụ năng lượng, quá tải trọng, hư hỏng vòng bi, trục, và giảm tuổi thọ của máy. Động cơ quá nhỏ sẽ không đủ công suất để đáp ứng tải trọng, trong khi động cơ quá lớn sẽ lãng phí năng lượng và tăng chi phí. Tỉ số truyền động không phù hợp có thể dẫn đến tốc độ quay đầu ra không đạt yêu cầu, hoặc gây ra rung động và tiếng ồn. Theo tài liệu gốc, việc lựa chọn vật liệu chế tạo các bộ phận truyền động cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ bền và tuổi thọ của hệ thống. Các yếu tố như ứng suất, dung sai, và phương pháp bôi trơn cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

II. Xác Định Yêu Cầu Tính Toán Công Suất Động Cơ Thiết Kế

Để chọn động cơ phù hợp, bước đầu tiên là xác định chính xác công suất động cơ cần thiết. Việc này đòi hỏi phải phân tích kỹ lưỡng tải trọng và điều kiện làm việc của máy. Các yếu tố cần xem xét bao gồm lực cản, mô men quán tính, tốc độ quay, và thời gian làm việc. Công thức tính công suất thường được sử dụng là P = (F * v) / 1000, trong đó P là công suất (kW), F là lực (N), và v là vận tốc (m/s). Tuy nhiên, công thức này chỉ áp dụng cho trường hợp tải trọng không đổi. Trong trường hợp tải trọng thay đổi theo thời gian, cần phải tính công suất trung bình hoặc công suất tương đương. Hiệu suất của các bộ phận truyền động, như truyền động đai, truyền động xích, và truyền động bánh răng, cũng cần được tính đến để đảm bảo công suất động cơ đủ lớn để bù đắp các hao phí. Một số phần mềm phân tích lực có thể được sử dụng để mô phỏng và tính toán tải trọng một cách chính xác.

2.1. Phương Pháp Tính Toán Công Suất Làm Việc Của Máy

Việc tính toán công suất làm việc của máy cần dựa trên các thông số kỹ thuật cụ thể của máy, bao gồm tải trọng, tốc độ quay, và các lực cản. Trong trường hợp máy vận chuyển vật liệu bằng băng tải, lực kéo băng tải và vận tốc băng tải là những yếu tố quan trọng. Theo tài liệu gốc, công suất làm việc của băng tải được tính bằng công thức Plv = (F * v) / 1000, trong đó F là lực kéo băng tải (N) và v là vận tốc băng tải (m/s). Ngoài ra, cần xem xét các yếu tố khác như mô men quán tính của các bộ phận chuyển động và các lực cản do ma sát. Việc sử dụng sổ tay thiết kế và tham khảo các tiêu chuẩn thiết kế giúp đảm bảo tính chính xác của các tính toán.

2.2. Xác Định Công Suất Tương Đương Khi Tải Trọng Thay Đổi

Trong nhiều trường hợp, tải trọng của máy không phải là hằng số mà thay đổi theo thời gian. Khi đó, cần phải xác định công suất tương đương để chọn động cơ phù hợp. Phương pháp phổ biến là tính mô men tác dụng lên tải và thời gian tác động của từng mức tải trọng. Theo tài liệu gốc, công suất tương đương có thể được tính bằng công thức Pct = Plv / η, trong đó Plv là công suất làm việc trên trục băng tải và η là hiệu suất truyền tải. Hiệu suất truyền tải phụ thuộc vào hiệu suất của các bộ phận truyền động như bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, và bộ truyền xích. Việc lựa chọn các bộ phận truyền động có hiệu suất cao giúp giảm thiểu hao phí năng lượng và giảm kích thước động cơ.

2.3. Lưu Ý Đến Hiệu Suất Truyền Động Và Hao Phí Năng Lượng

Khi tính toán công suất động cơ cần thiết, không được bỏ qua hiệu suất truyền động của hệ thống. Mỗi bộ phận truyền động, như truyền động đai, truyền động xích, truyền động bánh răng, đều có một hiệu suất nhất định, thể hiện khả năng truyền công suất mà không bị hao phí. Hiệu suất của các ổ lăn, vòng bi cũng cần được tính đến. Bôi trơn đúng cách có thể giúp giảm ma sát và tăng hiệu suất. Tài liệu gốc cung cấp các giá trị hiệu suất tham khảo cho các loại truyền động khác nhau. Việc lựa chọn các bộ phận truyền động có hiệu suất cao sẽ giúp giảm công suất động cơ cần thiết, tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành.

III. Hướng Dẫn Chọn Động Cơ Điện Phù Hợp Với Ứng Dụng

Sau khi xác định được công suất động cơ cần thiết, bước tiếp theo là chọn động cơ điện phù hợp. Các yếu tố cần xem xét bao gồm công suất, tốc độ quay, mô men xoắn, loại động cơ, và điều kiện làm việc. Động cơ điện xoay chiều (AC) và một chiều (DC) là hai loại phổ biến nhất. Động cơ AC thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp do có độ bền cao và chi phí vận hành thấp. Động cơ DC thường được sử dụng trong các ứng dụng cần điều khiển tốc độ chính xác. Tốc độ quay của động cơ cần phù hợp với yêu cầu của máy. Nếu tốc độ quay của động cơ quá cao hoặc quá thấp, cần sử dụng hộp giảm tốc hoặc tăng tốc để điều chỉnh tốc độ. Theo tài liệu gốc, động cơ phải thỏa mãn các điều kiện Pdc ≥ Pct ( công suất động cơ lớn hơn hoặc bằng công suất cần thiết) và ndc ≈ nsb ( tốc độ quay động cơ gần bằng tốc độ quay đồng bộ).

3.1. Các Tiêu Chí Quan Trọng Để Lựa Chọn Động Cơ

Khi chọn động cơ điện, cần xem xét kỹ lưỡng các tiêu chí quan trọng như công suất, tốc độ quay, mô men xoắn, hiệu suất, hệ số công suất (cos φ), và khả năng chịu quá tải. Công suất phải đủ lớn để đáp ứng tải trọng, tốc độ quay phải phù hợp với yêu cầu làm việc, mô men xoắn phải đủ lớn để khởi động và vận hành máy một cách trơn tru. Hiệu suất cao giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành. Hệ số công suất cao giúp giảm tổn thất điện năng. Khả năng chịu quá tải giúp động cơ hoạt động ổn định trong điều kiện tải trọng thay đổi. Theo tài liệu gốc, việc chọn động cơ cần đảm bảo thỏa mãn các điều kiện về công suất, tốc độ, và mô men mở máy.

3.2. So Sánh Ưu Nhược Điểm Của Các Loại Động Cơ Phổ Biến

Động cơ AC (xoay chiều) có ưu điểm là đơn giản, bền bỉ, ít bảo trì, giá thành rẻ. Nhược điểm là khó điều khiển tốc độ. Động cơ DC (một chiều) có ưu điểm là dễ điều khiển tốc độ chính xác. Nhược điểm là phức tạp hơn, cần bảo trì thường xuyên hơn. Động cơ bước có ưu điểm là điều khiển vị trí chính xác. Nhược điểm là công suất nhỏ. Động cơ servo kết hợp ưu điểm của động cơ DC và động cơ bước, cho phép điều khiển cả tốc độ và vị trí chính xác. Việc lựa chọn loại động cơ phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

IV. Phân Phối Tỉ Số Truyền Tối Ưu Hóa Hệ Thống Truyền Động

Sau khi chọn động cơ, cần phân phối tỉ số truyền cho các bộ phận truyền động trong hệ thống. Tỉ số truyền là tỉ số giữa tốc độ quay đầu vào và tốc độ quay đầu ra của một bộ phận truyền động. Việc phân phối tỉ số truyền hợp lý giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm kích thước của các bộ phận truyền động. Các yếu tố cần xem xét bao gồm tốc độ quay của động cơ, tốc độ quay yêu cầu của tải, và hiệu suất của các bộ phận truyền động. Tỉ số truyền tổng của hệ thống là tích của tỉ số truyền của tất cả các bộ phận truyền động. Theo tài liệu gốc, tỉ số truyền hệ thống được tính bằng công thức uht = ndc / nlv, trong đó ndc là tốc độ quay động cơ và nlv là tốc độ quay làm việc.

4.1. Cách Xác Định Tỉ Số Truyền Tổng Của Hệ Thống

Để xác định tỉ số truyền tổng của hệ thống, cần biết tốc độ quay của động cơ (ndc) và tốc độ quay yêu cầu của tải (nlv). Tỉ số truyền tổng được tính bằng công thức uht = ndc / nlv. Sau khi xác định được tỉ số truyền tổng, cần phân phối nó cho các bộ phận truyền động trong hệ thống, như bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, và bộ truyền xích. Việc phân phối tỉ số truyền cần đảm bảo hiệu suất truyền động cao và kích thước của các bộ phận truyền động hợp lý. Các sổ tay thiết kế và tiêu chuẩn thiết kế có thể cung cấp các giá trị tỉ số truyền tham khảo cho các loại truyền động khác nhau.

4.2. Phương Pháp Phân Chia Tỉ Số Truyền Cho Các Bộ Truyền Động

Việc phân chia tỉ số truyền cho các bộ phận truyền động cần dựa trên các yếu tố như hiệu suất, kích thước, và chi phí. Bộ truyền đai thường được sử dụng cho các tỉ số truyền nhỏ (3-5), bộ truyền bánh răng thường được sử dụng cho các tỉ số truyền trung bình (2-4), và bộ truyền xích thường được sử dụng cho các tỉ số truyền lớn (2-5). Việc lựa chọn tỉ số truyền cho từng bộ phận truyền động cần đảm bảo hiệu suất truyền động cao và kích thước của các bộ phận truyền động hợp lý. Theo tài liệu gốc, tỉ số truyền của các bộ truyền có thể được chọn theo kinh nghiệm hoặc dựa trên các bảng tra cứu. Việc tối ưu hóa thiết kế có thể giúp tìm ra phương án phân chia tỉ số truyền tốt nhất.

V. Ứng Dụng Thực Tế Ví Dụ Về Chọn Động Cơ Và Tỉ Số Truyền

Để minh họa quy trình chọn động cơ và tỉ số truyền, một ví dụ thực tế về thiết kế hệ thống truyền động cho băng tải sẽ được trình bày. Các bước thực hiện bao gồm tính toán công suất cần thiết, chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền, và kiểm tra độ bền của các bộ phận truyền động. Các thông số kỹ thuật của băng tải, như lực kéo, vận tốc, và đường kính, sẽ được sử dụng để tính toán công suất cần thiết. Sau đó, một động cơ điện phù hợp sẽ được chọn dựa trên công suất, tốc độ quay, và các yêu cầu khác. Tỉ số truyền sẽ được phân phối cho các bộ phận truyền động, như bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, và bộ truyền xích, để đảm bảo hiệu suất truyền động cao và kích thước của các bộ phận truyền động hợp lý. Cuối cùng, độ bền của các bộ phận truyền động sẽ được kiểm tra để đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và ổn định.

5.1. Phân Tích Bài Toán Thiết Kế Băng Tải Cụ Thể

Giả sử cần thiết kế một hệ thống truyền động cho băng tải có lực kéo 2500 N, vận tốc 1.3 m/s, và đường kính 275 mm. Yêu cầu là tuổi thọ 20000 giờ và làm việc 2 ca mỗi ngày. Bước đầu tiên là tính toán công suất cần thiết. Sử dụng công thức Plv = (F * v) / 1000, ta có Plv = (2500 * 1.3) / 1000 = 3.25 kW. Tiếp theo, cần tính đến hiệu suất của các bộ phận truyền động. Giả sử hiệu suất tổng là 0.85, ta có công suất động cơ cần thiết là Pct = Plv / η = 3.25 / 0.85 = 3.82 kW.

5.2. Quy Trình Chọn Động Cơ Và Tính Toán Tỉ Số Truyền

Dựa trên công suất cần thiết là 3.82 kW, ta có thể chọn một động cơ điện có công suất 4 kW và tốc độ quay 2880 vòng/phút. Tiếp theo, cần xác định tỉ số truyền để giảm tốc độ quay của động cơ xuống tốc độ quay yêu cầu của băng tải. Giả sử tốc độ quay yêu cầu của băng tải là 90 vòng/phút, ta có tỉ số truyền tổng là uht = 2880 / 90 = 32. Việc phân phối tỉ số truyền cho các bộ phận truyền động cần dựa trên các yếu tố như hiệu suất, kích thước, và chi phí. Có thể sử dụng một bộ truyền đai với tỉ số truyền 3.56, một bộ truyền bánh răng với tỉ số truyền 3, và một bộ truyền xích với tỉ số truyền 2.98.

VI. Kết Luận Xu Hướng Phát Triển Thiết Kế Động Cơ Và Truyền

Việc chọn động cơ và tỉ số truyền là một quá trình phức tạp đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm. Tuy nhiên, bằng cách tuân thủ các bước được trình bày trong bài viết này, người đọc có thể tự tin lựa chọn động cơ và tỉ số truyền phù hợp cho đồ án của mình. Trong tương lai, xu hướng phát triển trong lĩnh vực này là tối ưu hóa thiết kế bằng các phần mềm thiết kế kỹ thuật chuyên dụng, sử dụng các vật liệu mới có độ bền cao và hiệu suất cao, và áp dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến để cải thiện hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng. Việc kiểm nghiệm bền và tối ưu hóa thiết kế là những bước quan trọng trong quá trình thiết kế.

6.1. Tổng Kết Các Phương Pháp Lựa Chọn Động Cơ Và Tỉ Số Truyền

Bài viết đã trình bày chi tiết quy trình chọn động cơ và tỉ số truyền cho đồ án thiết kế máy, bao gồm xác định công suất cần thiết, chọn động cơ điện, phân phối tỉ số truyền, và kiểm tra độ bền của các bộ phận truyền động. Các phương pháp tính toán và lựa chọn đã được minh họa bằng ví dụ thực tế. Việc áp dụng các phương pháp này sẽ giúp người đọc có được kiến thức và kỹ năng cần thiết để tự tin lựa chọn động cơ và tỉ số truyền phù hợp cho đồ án của mình.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Và Phát Triển Trong Tương Lai

Trong tương lai, lĩnh vực thiết kế động cơ và hệ thống truyền động sẽ tiếp tục phát triển với các xu hướng như sử dụng các vật liệu mới có độ bền cao và hiệu suất cao, áp dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến để cải thiện hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng, và tối ưu hóa thiết kế bằng các phần mềm thiết kế kỹ thuật chuyên dụng. Ngoài ra, các nghiên cứu về cơ học kỹ thuật và sức bền vật liệu sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ bền và tuổi thọ của các bộ phận truyền động.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN PHẦN 1. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I. CHỌN KIỂU ĐỘNG CƠ. Chọn kiểu loại động cơ.

Lực vòng trên băng tải F ( N) 2500 2. Vận tốc xích tải v (m/s) 1,3 3. Đường kính băng tải D (mm) 275 4. Thời gian phục vụ L (giờ) 20000 5.

Số ca làm việc 2 12. Đặc tính làm việc Nhẹ 13. Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài 55° 1.Tính toán công suất. Công suất làm việc băng tải (công suất trên trục công tác chính là trục của băng tải).𝑣 𝑃𝑙𝑣 = 1000 Equation Section (Next)Trong đó : F = 2500 N : Lực kéo băng tải GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 1 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN v = 1,3 m/s : vận tốc băng tải 2500.

Công suất tương đương. 𝑃𝑙𝑣 Từ sơ đồ tải trọng ta có: + Mômen tác dụng lên tải. + Thời gian tác động t1 = 3s ; t2 = 18000s ; t3 = 10800s. Do thời gian đầu t1 quá nhỏ nên chúng ta có thể bỏ qua => Tmax =T.3,25 = 2,970 (kW) Theo công thức 2.8 trang 19 ta có công suất cần thiết trên trục động cơ là: 𝑃 Pct = 𝑡𝑑 𝜂 Trong đó Plv : công suất làm việc trên trục băng tải η : hiệu suất truyền tải Theo công thức 2.

𝜂𝑜𝑙 3 GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 2 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Với : ▪ ηd : hiệu suất của bộ truyền đai : 0,95-0,96 (để hở) ▪ ηbr: hiệu suất của bộ truyền bánh răng côn: 0,95 – 0,97 (được che kín) ▪ ηx : hiệu suất của bộ truyền xích : 0,90 – 0.93 (để hở) ▪ ηol: hiệu suất của bộ truyền ổ lăn :0,99 – 0,995 (được che kín) Để cho thuận tiện trong việc tính toán ta nên chọn : ηd = 0,96 ; ηbr = 0,97 ; ηx = 0,93 ; ηol =0,995. Từ công thức trên => η = 0,96. Khi đó công suất cần thiết là : 2,970 Pct = = 3,481 (kW) 0,853 GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 3 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 1.Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ + Số vòng quay làm việc của băng tải : 60000.𝐷 trong đó : D = 275 mm : đường kính băng tải v = 1,3 m/s : vận tốc băng tải 60000.275 + Tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống: Theo bảng 2.4 trang 21 ta có : ud là tỉ số truyền của bộ truyền đai : 3-5 ubr là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng côn : 2-4 (hộp giảm tốc 1 cấp) ux là tỉ số truyền của bộ truyền xích : 2-5 Do đường kính bánh đai trong bộ truyền đai được tiêu chuẩn hóa ,nên để tránh cho sai lệch tỉ số truyền không quá giá trị cho phép là (≤ 4%) nên chọn uđ theo dãy số sau: 2; 2,24 ; 2,5 ; 2,8 ; 3,15 ; 3,56 ; 4 ; 4,5 ; 5. Chọn tỉ số truyền như sau: ud = 3,56 , ubr = 3 , ux = 2,98  usb = ud.

2,98 = 31,826 Theo công thức 2.18 trang 21 ta có : nsb = nlv .31,826 = 2873,378(vòng/phút) GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 4 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 1. + Động cơ phải thỏa mãn các điều kiện sau: ➢ Pdc ≥ Pct =3,481 (kW) ➢ ndc ≈ nsb =2873,378 (vòng /phút) 𝑇𝑚𝑎𝑥 𝑇𝑘 ➢ ≤ mômen mở máy .3 trang 236 thông số động cơ được chọn: Bảng 1.1 Thông số động cơ Kiểu động cơ Công suất Tốc độ quay Cos φ η% 𝑇𝑚𝑎𝑥 𝑇𝑘 𝑇𝑑𝑛 𝑇𝑑𝑛 P (kW) n (vòng/phút) 4A100S2Y3 4 2880 0,89 86,5 1,4 2,0 II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN. + Theo công thức 3.23 trang 48 tỉ số truyền hệ thống là : 𝑛 2880 uht= 𝑑𝑐 = = 31,899 𝑛𝑙𝑣 90,284 Phân phối tỉ số truyền hệ dẫn động cho các bộ truyền Ta có : uht = ud.ux 𝑢ℎ𝑡 31,899 Chọn ud = 3,56 ; ubr= 3 => ux = = = 2,98 𝑢𝑑.

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ TRUYỀN. Công suất trên các trục. + Công suất trục động cơ : Pdc = Pct = 3,481 (kW) + Công suất trên trục I (trục chủ động):PI = Pdc.0,995 = 3,209 (kW) + Công suất trên trục làm việc: Plv = PII.969 (kW) GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 5 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 2. Số vòng quay trên các trục.

+ Trục động cơ : ndc = 2880 (vòng / phút) 𝑛𝑑𝑐 2880 + Trục I : nI = 𝑢đ = 3,56 = 808,989 (vòng/phút) 𝑛 808,989 + Trục II : nII = 𝐼 = = 269,662 (vòng/phút) 𝑢𝑏𝑟 3 nII 269,662 + Trục làm việc: nlv = = = 90,490 (vòng/phút) ux 2,98 3. Mômen xoắn trên các trục.2,969 + Trục làm việc : 𝑇𝑙𝑣 = = = 313337,93 (Nmm) 𝑛𝑙𝑣 90,490 Tổng kết : Bảng 1.2: Thông số động lực học của hộp Trục Tỉ số truyền Động cơ I II Làm việc Thông số GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 6 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 3.969 ud = 3,56 P(kw) ubr = 3 n(v/p) 2880 808,989 269,662 90,490 ux = 2,98 T(Nmm) 11542,89 39251,15 121897,41 313337,93 GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 7 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN PHẦN II. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI Thông số đầu vào đã biết - Tỷ số truyền của bộ truyền đai đã phân phối: ud = 3,56 - Công suất của bánh đai chủ động (lắp trực tiếp với trục động cơ nên bằng công suất cần thiết của động cơ): P1 = Pct = 3,481 - Tốc độ quay của bánh đai chủ động: n1 = ndc = 2880 vòng/phút Tính toán bộ truyền đai là tính chọn các thông số bao gồm: - Đường kính bánh đai chủ động d1 (mm), được tiêu chuẩn hóa. - Đường kính bánh đai bị động d2 (mm), được tiêu chuẩn hóa.

- Dây đai: chiều dai đai l (m) và tiết diện dây đai (tròn, thang, răng lược, hình chữ nhật dẹt, …) Điều kiện làm việc của bộ truyền đai (kiểm nghiệm) - Vận tốc đai (vận tốc dài của một điểm bất kỳ trên dây đai) <= 25 m/s - Số lần va đập của dây đai: i=v/l <=10 (lần/s) - Góc ôm dây đai (góc chắn tâm bánh đai thể hiện phần dây đai tiếp xúc bánh đai) phải lớn hơn hoặc bằng 1200. CƠ SỞ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY ĐAI Công suất của bánh đai chủ động (lắp trực tiếp với trục động cơ nên bằng công suất cần thiết của động cơ): P1 = Pct = 3,481 (kW) > 2 kW nên ta chọn đai thang. THIẾT KỀ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu Fo, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi.

Thiết kế truyền đai gồm các bước : - Chọn loại đai, tiết diện đai - Xác định các kích thước và thông số bộ truyền. - Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ. - Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục. Theo hình dạng tiết diện đai, phân ra : đai dẹt (tiết diện chữ nhật), đai hình thang (đai hình chêm), đai nhiều chêm (đai hình lược) và đai răng.

Xác định kiểu tiết diện đai thang Từ bảng 4.1, trang 59, sách “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1” ta chọn đai loại A. GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 8 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN 2. Tính toán các thông số bộ truyền đai (d1, d2, l và số dây đai z) Đường kính đai d1 tiêu chuẩn (mm) gồm: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315,. Chọn và kiểm nghiệm đường kính bánh đai chủ động.

Chọn đường bánh đai nhỏ: d1 =160 (mm); Tính vận tốc đai: 𝜋.2880 v = = = 24,115 (m/s) 60000 60000 v < vmax = 25 ( m/s) GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 9 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Như vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép vmax = 25 m/s (đối với loại đai thang thường). Tính, chọn và kiểm nghiệm đường kính bánh đai bị động Tỷ số truyền của bộ truyền đai: 𝑑2 𝑢đ = 𝑑1 (1 − 𝜀) + Ta có hệ số trượt đai: 𝜀 = 0,01 ÷ 0,02; chọn 𝜀 = 0,02  Suy ra đường kính bánh đai lớn : d2 =𝑑1. + Tỷ số truyền thực tế của bộ truyền đai utt = d2/d1.(1-0,02) = 3,571 Chênh lệch tỷ số truyền thực tế và phân phối: 𝑢𝑡𝑡 − 𝑢𝑝𝑝 𝛥𝑢 =. 100%=0,309% < 4% 𝑢𝑝𝑝 3,56 Với d2 = 560 mm thỏa mãn điều kiện về chênh lệch tỉ số truyền.

Tính, chọn và kiểm nghiệm chiều dài đai. + Chọn khoảng cách trục sơ bộ asb.13T59: ta chọn chiều dài đai tiêu chuẩn là l=2500 (mm) + Số vòng chạy (số lần va đập) của dây đai: 𝑣 24,115 i= = = 9,646 < imax = 10 (4.15) 𝑙 2,5 GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.3 10 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN  Chiều dài của đai đảm bảo độ bền. + Khoảng cách trục tính toán lại là: a = (𝜆 +√𝜆2 − 8𝛥2 )/4 𝜋(𝑑1 +𝑑2 ) 3,14.(160 + 560) = 1440 (mm) Vậy trị số a thỏa mãn điều kiện. Tính và kiểm nghiệm góc ôm của dây đai (bảo đảm ma sát) Tính góc ôm 1 trên bánh đai nhỏ theo công thức: (𝑑2 −𝑑1 ).57𝑜 0 = 180 - =145𝑜 654 Vậy 1 =145𝑜 >120O  Góc ôm thỏa mãn điều kiện.

Xác định và kiểm nghiệm số dây đai Với z <=6 𝑃 .16) 0 𝛼 𝐶𝑙 𝐶𝑢 𝐶𝑧 + Công suất trên trục bánh đai chủ động: Pcđ = Pct = 3,481 (kW ) + Công suất cho phép: (Tra bảng 4.19[I]) [P0] = 4,09 (kW) + Hệ số tải trọng động: (Tra bảng 4.7[I]) Kd = 1,1 + Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm: (Tra bảng 4.15[I]) C = 0,92 + Hệ số kể đến ảnh hưởng của chièu dài đai: (Tra bảng 4.19[I]) Ta có: l0= 1700 GVHD: TRẦN THẾ VĂN SVTH: DƯƠNG MINH TUẤN – LỚP CĐTK17.