CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Công suất tương đương của động cơ: Hiệu suất chung của hệ thống truyền động: 𝜂𝑐ℎ = 𝜂𝑛𝑡𝜂2 𝜂𝑥𝜂4 = 0,98. 0,994 = 0,815 𝑏𝑟𝑡 𝑜𝑙 Trong đó, hiệu suất của các bộ truyền ta chọn từ bảng 3.3[1]: 𝜂𝑛𝑡 = 0,98: Hiệu suất nối trục đàn hồi 𝜂𝑏𝑟𝑡 = 0,97: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ 𝜂𝑥 = 0,92: Hiệu xuất bộ truyền xích để hở 𝜂𝑜𝑙 = 0,99: Hiệu suất một cặp ổ lăn Công suất cực đại trên băng tải: 𝐹𝑡.1,9 𝑃𝑚𝑎𝑥 = = = 13,68 𝑘𝑊 1000 1000 Công suất tương đương trên trục băng tải: ∑𝑛( 𝑇1 𝑇 )2. Xác định số vòng quay sơ bộ: Tỉ số truyền chung của hệ: 𝑢𝑐ℎ = 𝑢ℎ𝑔𝑡. 3,2 = 51,2 SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 2 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS.
PHẠM MINH TUẤN Trong đó tỷ số truyền của các bộ truyền được chọn từ bảng 3.2[1]: 𝑢ℎ𝑔𝑡: tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp 𝑢𝑥: tỷ số truyền bộ truyền xích Số vòng quay của trục tang trống băng tải: SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 3 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN 60000. 630 Số vòng quay sơ bộ của động cơ: 𝑛𝑠𝑏 = 𝑢𝑐ℎ. Phân bố tỷ số truyền: Số vòng quay của trục băng tải: ncông tác= 57,6 (vg/ph) Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền động: 𝑢𝑐ℎ = 𝑛đ𝑐 2930 𝑛 = = 50,87 𝑐ô𝑛𝑔 57,6 𝑡á𝑐 Phân phối tỉ số truyền uhgt cho từng bộ phận trong hộp giảm tốc: Tra bảng 3.1[2], ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục là: 𝑢ℎ𝑔𝑡 = 16 Vì là hộp giảm tốc hai cấp đồng trục nên theo công thức 3.14[2] ta có: 𝑢1 = 𝑢2 = √𝑢ℎ𝑔𝑡 = √16 = 4 u1: tỷ số truyền bánh răng cấp Trong đó: { nhanh u2: tỷ số truyền bánh răng cấp chậm Vậy ta có tỉ số truyền bộ truyền xích là: 𝑢𝑐ℎ 50,87 𝑢𝑥 = = = 3,18 𝑢ℎ𝑔 16 �𝑡 1.4 Lập bảng đặc tính: 1.
Tính toán công suất trên các trục Công suất trên trục công tác: Pmax = 13,68 kW SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 4 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN Công suất trên trục III: SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 5 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN 𝑃𝑐ô𝑛𝑔 𝑡á𝑐 13,68 𝑃𝐼𝐼𝐼 2 𝑜 = = 15,17 𝑘𝑊 𝜂. 0,992 Công suất trên trục II: = 𝑥 𝑃𝐼𝐼 15,17 𝑃𝐼𝐼 = = 0,99.
𝜂 Công suất trên trục I: 𝑜𝑙 𝑏𝑟𝑡 𝑃𝐼𝐼 15,8 𝑃𝐼 = = = 16,45 𝑘𝑊 𝑜 .0,97 𝜂𝑙 𝑡 Công suất trên trục động cơ: 𝜂 16,45 𝑃𝐼 𝑃đ𝑐 = 𝜂 = = 16,79 𝑘𝑊 𝑛𝑡 0,98 1. Tính toán số vòng quay trên các trục: Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 2930 (vg/ph) Số vòng quay trên trục I: n1 = nđc = 2930 (vg/ph) Số vòng quay trên trục II: 𝑛1 2930 𝑛 = = = 732,5 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) 2 𝑢1 4 Số vòng quay trên trục III: 𝑛2 732,5 𝑛 = = = 183,13 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) 3 𝑢2 4 Số vòng quay trên trục công tác: 𝑛3 183,13 𝑛 = = = 57,59 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) 𝑐ô𝑛𝑔 𝑡á𝑐 𝑢 3,18 𝑥 Tính sai số số vòng quay tính toán so với yêu cầu: 57,6 − 57,59 Δ𝑛 =. 100 ≈ 0,0174 % ≤ 5% 57, 6 Suy ra sai số trong tỉ lệ cho phép. Tính toán moment xoắn trên các trục: Moment xoắn trên trục động cơ: SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 6 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS.
PHẠM MINH TUẤN 𝑃đ𝑐 16,79 𝑇 = 9,55. = 54725,08(𝑁𝑚𝑚) đ𝑐 𝑛đ𝑐 2930 Moment xoắn trên trục I: SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 7 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN 16,45 𝑇𝐼 = 6 𝑃 9,55. = 53616,89(𝑁𝑚𝑚) 𝐼 2930 𝑛1 Moment xoắn trên trục II: 𝑃𝐼𝐼 6 𝑇 = 9,55.
= 205993,17 (𝑁𝑚𝑚) 𝐼𝐼 𝑛2 732,5 Moment xoắn trên trục III: 𝑃𝐼𝐼𝐼 𝑇 = 9,55. = 791096,49 (𝑁𝑚𝑚) 𝐼𝐼𝐼 𝑛3 183,13 Moment xoắn trên trục công tác: 𝑃𝑐ô𝑛𝑔 𝑡á𝑐 13,68 6 6 𝑇 = 9,55. = 2268518,84 (𝑁𝑚𝑚) 𝐶ô𝑛𝑔 𝑡á𝑐 𝑛𝑐ô𝑛𝑔 57,59 𝑡á𝑐 Bảng đặc tính Trục Động cơ I II III Công tác Thông số Công suất P(kW) 16,79 16,45 15,8 15,17 13,68 Số vòng quay n(v/p) 2930 2930 732,5 183,13 57,59 Tỉ số truyền u 1 4 4 3,18 Moment xoắn 54725,08 53616,89 205993,17 791096,49 2268518,84 T(Nmm) SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 8 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 2.1 Thông số đầu vào: Công suất đĩa nhỏ P1 = 15,17 kW Công suất đĩa lớn P2 = 13,68 kW Số vòng quay đĩa nhỏ n1 = 183,13 (vg/ph) Số vòng quay đĩa lớn n2 = 57,59 (vg/ph) Tỷ số truyền: ux = 3,18 Moment xoắn của trục đĩa nhỏ: T1 = 791096,49 Nmm Moment xoắn của trục đĩa lớn: T2 = 2268518,84 Nmm Điều kiện làm việc: Quay một chiều, tải va đập nhẹ, thời gian phục vụ L = 5 năm, số ngày làm việc là 305 ngày/năm, làm việc 2 ca một ngày, mỗi ca 8h.
Tổng số giờ làm việc: Lh = 5 x 305 x 2 x 8 = 24400 (giờ) 2.2 Xác định các thông số của bộ truyền xích: Theo bảng 5.4[2], với u = 3,18 và loại xích là xích ống con lăn, ta chọn số răng đĩa nhỏ z1 = 23 Số răng đĩa lớn được xác định theo công thức 5. 𝑧1 = 3,18 𝑥 23 = 73 < 𝑧𝑚𝑎𝑥 = 120 Tỷ số truyền thực tế: 𝑧 73 𝑢𝑥(𝑡) = = = 3.174 2 23 Sai lệch tỷ số truyền: 𝑧 1 ∆𝑢 = | 𝑢 − 𝑢 3,174 − 3,18 𝑥(𝑡) |. 100 = 0,1887 % 𝑢 3,18 | Hệ số điều kiện sử dụng xích: 𝐾 = 𝐾𝑟 𝐾𝑎𝐾𝑜𝐾𝑑𝑐 𝐾𝑏𝐾𝑙𝑣 = 1,3𝑥1𝑥1𝑥1𝑥1𝑥1,12 = 1,456 Trong đó: Kr = 1,3 – Hệ số tải trọng động (tải va đập nhẹ) Ka = 1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích (a= (30÷50)pc) Ko = 1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền (bộ truyền đặt SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 9 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN nằm ngang) Kdc = 1 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích (trục điều chỉnh được) Kb = 1 – Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn nhỏ giọt) SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS.
PHẠM MINH TUẤN Klv = 1,12 – Hệ số xét đến chế độ làm việc (làm việc 2 ca) Hệ số răng: 𝑧0 25 𝐾𝑧 = = = 1,087 1 23 Hệ số số vòng quay: 𝑧1 𝐾𝑛 = 𝑛 200 0 = = 1,092 Chọn xích 2 dãy, cho nên Kx = 1,7 1 183,13 𝑛1 Công suất tính toán Pt: 𝑃𝑡 = 𝐾.4[1], với cột n01 = 200 vg/ph ta chọn bước xích 31,75 mm thỏa mãn điều kiện bền mòn Pt < [P]= 19,3 kW Theo bảng 5.2[1], số vòng quay tới hạn tương ứng với bước xích 31,75 mm là nth = 630 vg/ph, nên điều kiện n < nth được thỏa. Vận tốc trung bình của xích được tính theo công thức 5.10[1]: 𝑑𝑛 𝑛𝑧𝑝𝑐 183,13𝑥23𝑥31,7 𝑣= = = = 2,23 𝑚/𝑠 60000 60000 5 Lực vòng có ích: 60000 𝐹𝑡 = 1000𝑥𝑃 1000𝑥15,17 = = 6802,69 𝑁 𝑣 2,675 Kiểm nghiệm bước xích pc theo công thức 5.26[1] với [p0] chọn theo bảng 5.3[1] là 29 MPa: 3 𝑃1𝐾 3 15,17𝑥1,456 = 600√ = 28,43 𝑚𝑚 𝑝𝑐 = 600√ 1𝑛 [𝑝 ]𝐾 23𝑥183,13𝑥29𝑥1,7 𝑧 1 0 𝑥 Do pc = 31,75 mm nên điều kiện trên được thỏa. Khoảng cách trục sơ bộ: a = 40 x pc = 40 x 31,75 = 1270 mm Số mắt xích X được xác định theo công thức 5.8[1]: 2𝑎 + = − 𝑧1 2 2𝜋 𝑋 = 𝐿 𝑝𝑐 𝑧1 + 𝑧2 2 𝑧2 𝑝𝑐 +( ) SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 11 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN 𝑝𝑐 𝑎 2.
= 129,58 Chọn X = 130 mắt xích SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 12 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN Chiều dài xích L = pc.130 = 4127,5 mm Tính chính xác khoảng cách trục theo công thức 5. 𝑎 Do đó khoảng cách trục sẽ là a = 1274 mm Số lần va đập của xích trong 1 giây theo công thức 5.3 Kiểm nghiệm xích về độ bền: Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức 5.7[1]) 𝐹1 + 𝐹𝑣 + 6802,69 + 36,3 + 547,41 𝐹0 Trong đó: Tải trọng phá hủy: Q = 177 kN = 177 000 N và khối lượng 1 m xích qm = 7,3 kg/m được tra theo bảng 5.2[2] Lực trên nhánh căng: SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 13 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN 𝐹1 ≈ 𝐹𝑡 = 6802,69 𝑁 Lực căng do lực ly tâm gây nên xác định theo công thức 5.
2,232 = 36,3 𝑁 Lực căng ban đầu của xích F0 xác định theo công thức 5.17[1]: 𝐹0 = 𝐾𝑓𝑎𝑞𝑚𝑔 = 6 𝑥 1,274 𝑥 7,3 𝑥 9,81 = 547,41 𝑁 Với: Kf = 6 – hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích (xích nằm ngang) SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 14 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN g = 9,81 – gia tốc trọng trường (m/s2) a = 1,274 m – khoảng cách trục Vậy bộ truyền xích đã tính toán đảm bảo đủ bền.4 Xác định lực tác dụng lên trục: Được tính theo công thức 5. 𝐹𝑡 = 1,15 𝑥 6802,69 = 7823,1 𝑁 Với Km = 1,15 – hệ số trọng lượng xích khi xích nằm ngang.5 Xác định đường kính đĩa xích: Theo công thức 5.1[1], ta có đường kính vòng chia: 𝑝𝑐 31,75 𝑝𝑐 31,75 𝑑1 = = 𝜋 = 233,17 𝑚𝑚 ; 𝑑 2 = 𝜋 = 738 𝑚𝑚 sin = sin sin sin 𝜋 23 𝜋 73 𝑧 𝑧 1 2 Theo công thức 5.2[1], ta có đường kính vòng đỉnh: 𝜋 𝜋 𝑑𝑎1 = 𝑝𝑐. (0,5 + 73 2 cot 𝑧 Đường kính vòng chân: 𝑑𝑓1 = 𝑑1 − 2𝑟 = 233,17 − 2 𝑥 9,62 = 213,93 𝑚𝑚; 𝑑𝑓2 = 718,76 𝑚𝑚 Với d1 = 19,05 mm (theo bảng 5.6 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức 5.18[2]: 𝜎𝐻 = 0,47√ 𝑘𝑟(𝐹𝑡𝐾đ + 0,44𝑥(6802,69𝑥1,2 + = 0,47√ 𝐹𝑣𝑑)𝐸 15,24)𝑥2,1𝑥105 𝐴𝑘𝑑 446𝑥1,7 Trong đó: = 469,22 𝑀𝑃𝑎 kr = 0,44 – Hệ số xét đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích (z1 = 23) SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 15 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS.
PHẠM MINH TUẤN kđ = 1,2 – Hệ số tải trọng động (bảng 5.6[2]: tải va đập nhẹ) kd = 1,7 – Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy (xích 2 dãy) Fvd – Lực va đập trên m dãy xích, được tính theo công thức: 𝐹𝑣đ = 13. 2 = 15,24 𝑁 SVTH: NGUYỄN TRUNG HẬU MSSV: 1913305 Trang 16 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY GVHD: TS. PHẠM MINH TUẤN A = 446 mm2 - diện tích chiếu của bản lề (bảng 5.