Chương I: Giới thiệu đồ án + t3 (s): 36 + M1: 0,6M + M2: 0,9M + M3: 0,7M + Tải trọng làm việc: êm + Chiều quay: 1 chiều Hình 1.1: Sơ đồ động và đồ thị đặc tính tải trọng SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 5 – Phạm hoàng Nguyên Chương II: Lựa chọn sơ đồ hệ thống truyền dẫn cơ khí trong máy CHƯƠNG II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN CƠ KHÍ TRONG MÁY 2. Đưa ra các phương án hệ thống truyền động Hiện nay, có rất nhiều hệ thống truyền động được sử dụng vào đời sống như hệ thống hộp giảm tốc bánh răng trụ, hệ thống hộp giảm tốc bánh răng côn, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh, hộp giảm tốc đồng trục, hộp giảm tốc trục vít,… Hộp giảm tốc là một cơ cấu gồm các bộ truyền bánh răng hay trục vít, tạo thành một tổ hợp biệt lập để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến máy công tác. Ưu điểm của hộp giảm tốc là hiệu suất cao, có khả năng truyền những công suất khác nhau, tuổi thọ cao, làm việc chắc chắn và sử dụng đơn giản. Có rất nhiều loại hộp giảm tốc, được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau đây: - Loại truyền động (hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít, bánh răng – trục vít) - Số cấp (một cấp, hai cấp,…) - Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang, thẳng đứng,…) - Đặc điểm của sơ đồ động (triển khai, đồng trục, có cấp tách đôi,…) Hộp giảm tốc bánh răng trụ được dùng rộng rãi hơn cả nhờ các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao, kết cấu đơn giản, có thể sử dụng trong một phạm vi rộng của vận tốc và tải trọng.
Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp được sử dụng nhiều nhất, tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thường bằng từ 8 đến 40. Lựa chọn phương án hệ thống truyền động Với đầu đề được cho ta xác định đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển. SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 6 – Phạm hoàng Nguyên Chương II: Lựa chọn sơ đồ hệ thống truyền dẫn cơ khí trong máy Vì vận tốc của băng tải thấp (tức là số vòng quay của tang nhỏ ntang = 60.2 [1] nên cần chọn nhiều bộ truyền để π.630 có được một tỷ số truyền tương đối lớn. Ta chọn bộ truyền đai thang đặt liền với động cơ và một hộp giảm tốc.
Sở dĩ chọn đai thang vì kết cấu đơn giản, dễ chế tạo (đai thang có kích thước nhỏ hơn đai dẹt), có thể làm việc với vận tốc lớn, vì vậy nên đặt liền với động cơ. Chúng ta có thể chọn hộp giảm tốc trục vít để kích thước răng được nhỏ, song vì việc chế tạo bộ truyền trục vít tương đối khó khăn hơn bộ truyền bánh răng, phải dùng kim loại màu để làm vành bánh vít, cấu tạo bộ phận ổ phức tạp, điều chỉnh khó khăn nên hợp lý nhất là chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển (có cấp nhanh dùng bánh răng trụ răng nghiêng) Ưu điểm: Tăng thêm moment xoắn cho động cơ Bộ phận trung gian nối giữa động cơ điện và các bộ phận làm việc của thiết bị Thường được dùng với phạm vi tỉ số truyền u = 8÷30, giới hạn trên là umax =50 (tiêu chuẩn GOST 2188-5C). Nhược điểm: Bánh răng phân bố không đối xứng đối với gối tựa vì thế tải trọng phân bố không đều trên các ổ trục Các ổ trục được chọn theo phản lực lớn nhất nên trong trường hợp giảm tốc có trọng lượng tăng hơn so với các loại sơ đồ khác Hình 2.1: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khia triển SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 7 – Phạm hoàng Nguyên Chương II: Lựa chọn sơ đồ hệ thống truyền dẫn cơ khí trong máy CHƯƠNG III CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ KỸ THUẬT 3. Hiệu suất chung của cả hệ thống Tra bảng 2.1 [2] ta được các trị số hiệu suất: ηđai = 0,95 ηbr = 0,97 (2 cặp) ηcặp ổ = 0,99 (4 cặp) ηnối trục = 1 η = ηđai.
Công suất cần thiết của động cơ - Moment cực đại trên băng tải: P .m) 2 2 - Moment đẳng trị trên băng tải: Moment đẳng trị được tính theo CT 2.3 [3] Theo đồ thị đặc tính tải trọng, ta có: M1 = 0,6.m) - Công suất đẳng trị trên băng tải: M ⅆt nⅆt 1530,96.27,3 Pđt = = = 4,38 (kW) 9950 9550 Pt Pct = (CT3.11 [1]) η Pt : Công suất tính toán trên trục máy công tác (kW) η : Hiệu suất truyền động SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 8 – Phạm hoàng Nguyên Chương II: Lựa chọn sơ đồ hệ thống truyền dẫn cơ khí trong máy Ta có: P. v nlv = = 27,3 (vòng/phút) theo CT 3.630 Trong đó: v _ Vận tốc băng tải hoặc xích tải (m/s) d _ Đường kính băng tải 3. Tỷ số truyền chung - Tỷ số truyền sơ bộ của toàn bộ truyền: usb = uhgt.10 [2]) và nch ≈ nsb Mà un = uđ Tra bảng 2.2 [2]: Chọn uđ = 3 làm tỷ số truyền đai - Tỷ số truyền chung: ndc 968 uhgt = uch = = = 35,46 (CT 2.14 [2]) nlv 27,3 uhgt là tỉ số truyền bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp uch 35,46 ⇒ uhgt = = = 11,82 un 3 - Xác định số vòng quay sơ bộ: nsb = usb. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền Gọi Pdc là công suất định mức của động cơ hay công suất danh nghĩa của động cơ điện.
Ta tra bảng P1.1: Các thông số cơ bản của động cơ điện Công Vận tốc T max Tk Kiểu động suất quay cosφ η% cơ T dn T dn (kW) (vòng/phút) 4A132M6Y3 7,5 968 0,81 85,5 2,2 2 - Công suất các trục : Pt 5,85 + Trục 3: P3 = = = 5,9 (kW) (η cặp ổ. ηnối trục ) 0,99 P3 5,9 + Trục 2: P2 = = = 6,14 (kW) (η cặp ổ .0,97) - Số vòng quay của các trục: + Trục động cơ: ndc = 968 (vòng/phút) ndc + Trục 1: n1 = ud 968 Chọn ud = 4 ⇒ n1 = 3 = 322,67 (vòng/phút) n1 + Trục 2: n2 = unhanh Ta có: unhanh = 1,3.u2chậm = 12 ⇒ uchậm = 3,03 ⇒ unhanh = 3,94 n1 322,67 n2 = = = 81,9 (vòng/phút) unhanh 3,94 Trong đó: unhanh: tỉ số truyền cấp nhanh uchậm: tỉ số truyền cấp chậm SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 10 – Phạm hoàng Nguyên Chương II: Lựa chọn sơ đồ hệ thống truyền dẫn cơ khí trong máy + Trục 3: n2 81,9 n3 = = = 27,03 (vòng/phút) uchậm 3,03 - Moment xoắn từng trục động cơ: Để tính moment xoắn trên trục ta có công thức: T = 9,55. P i ¿ - Trục động cơ: 6 P ct 6 6,81 Tdc = 9,55.2: Tổng hợp các thông số tính toán Động Trục Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục tang cơ Công suất P, 6,81 6,39 6,14 5,9 4,38 (kW) Tỉ số truyền u 3 3,94 3,03 1 Số vòng quay, 968 322,67 81,9 27,03 27,03 (vòng/phút) Moment 67185, 189123, 715958,4 2084535, 1547502,7 xoắn T, 43 56 86 701 75 (Nmm) SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 11 – Phạm hoàng Nguyên Chương IV: Tính toán bộ truyền đai CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 4. Tính toán lựa chọn đai Dựa vào số vòng quay của động cơ ndc và công suất cần truyền Pct ta chọn được dạng đai thang loại B.
Ta chọn bộ truyền đai thang vì nó tăng khả năng tải của bộ truyền đai nhờ vào tăng hệ số ma sát giữa đai và bánh đai.1: Chọn đai theo số vòng quay bánh nhỏ và công suất cần truyền 4. Thông số bộ truyền đai Sau khi chọn được loại đai, tiến hành tính toán các thông số phù hợp như sau: Bảng 4.1: Tổng hợp các thông số đai STT Thông số đai Đai loại B 1 Diện tích tiết diện F (mm2): theo F= 138 (mm2) bảng 5.10 [2] 2 Đường kính bánh đai nhỏ: d1 (mm), d1 = 220 (mm) theo tiêu chuẩn 5.14 [2] 3 Kiểm tra lại vận tốc của đai v≤ vmax Theo công thức 5.1000 (m/s) Vận tốc bộ truyền đai thang không vượt quá 30 m/s vì khi đó xảy ra SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 12 – Phạm hoàng Nguyên Chương IV: Tính toán bộ truyền đai hiện tượng dao động xoắn, tăng lực li tâm, nóng dây đai, giảm tuổi thọ và hiệu suất bộ truyền nên vận tốc tốt nhất là vmax = 20÷25 (m/s) 4 Đường kính bánh bị dẫn d2 d2 = 630 (mm) Theo công thức 5. ( 1−0,02 )= 646 (mm) 322,67 Quy tròn theo bảng tiêu chuẩn 4.21 [3] 5 Kiểm tra số vòng quay bánh bị dẫn: ∆ n< 3 % , n2 (vòng/phút) (thoả điều kiện) Theo công thức 5.15 [2] với ud =3và (Thoả điều đường kính d 2 ta chọn a sơ bộ kiện) a = d 2 = 630 (mm) Theo công thức 5.40 [2] ta kiểm nghiệm điều kiện 2(d 1 +d 2 ¿≥ a ≥ 0,55.(d 1 +d 2 )+ h (*) Trong đó h là chiều cao mặt cắt ngang của dây đai Tra bảng 4.(220+630) ≥ a ≥ 0,55(220+630)+10,5 ⇔ 1700≥ a ≥478 SVTH: Nguyễn Minh Đăng Trang – 13 – Phạm hoàng Nguyên Chương IV: Tính toán bộ truyền đai 7 Chiều dài đai L (mm) L = 2500 (mm) Theo công thức 5.630 = 2661,88 (mm) Quy tròn theo trang 128 [2] 8 Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai i ≤ imax Theo công thức 5.41 [2] (Thoả điều v 11,15 kiện) i= = = 4,46 ≤ imax = 10 L 2,5 v: vận tốc vòng L: chiều dài đai (m) 9 Tính chính xác khoảng cách trục a a = 543,77 Theo công thức 5.205 2 ⇒ a= 4 = 543,77 10 Tính góc ôm α 1=137,1° Theo công thức 5. = 137,1° ≥ 543,77 120° (Thoả điều kiện) 11 Xác Ta phải chọn trước trị số [ σ p ]0= 1,67 ( định ứng suất căng ban đầu σ 0 N /mm ¿ 2 số đai Lấy σ 0=1,5( N /mm ¿¿ 2)¿ cần (σ 0=1,2÷1,5 ¿ ¿) thiết Tra bảng 5.19 [4] C v =1 Theo công thức 5.138 = 3,3 Lấy số đai Z = 4 12 Chiều rộng bánh đai B = 112 (mm) B = (Z – 1).t + 2S Kích thước bánh đai thang loại B h0 = 6; e = 21; t = 26; S = 17; K= 10 Tra bảng 10.17 = 112 thước (mm) chủ Đường kính ngoài của bánh đai yếu Bánh dẫn: dn1 = d1 + 2h0 = dn1 = 232 (mm) của 220 + 2.21 = 600 (mm) 13 Theo công thức 5.25 [4], lực căng So = 207 (N) ban đầu So = σ 0 .138=207 ( N ) 14 Theo công thức 5.